CN105319028B - 一种阀门泄漏故障在线诊断系统 - Google Patents

Abstract

一种阀门泄漏故障在线诊断系统，包括声发射信号传感器，声发射信号传感器依次连接声发射信号放大单元、传感器信号采集单元、传感器信号分析单元、诊断结果发送单元，声发射信号传感器固定安装在阀门出口端阀体的外侧，且以阀门流道中心为圆心呈圆周均匀分布；阀门的阀杆上固定安装阀杆位置传感器，阀杆位置传感器与传感器信号采集单元连接。本发明的有益效果是：实时监测各声发射信号传感器信号的强度，快速且准确的获知阀门泄漏的位置，信号处理单元是通过计算声发射信号传感器信号的不平衡度来确定阀门泄漏程度，检测结果准确；结合在阀杆上安装的位置传感器的信号，可以确定阀门泄漏故障的模式，为阀门的维修提供依据。

Description

一种阀门泄漏故障在线诊断系统

技术领域

本发明涉及一种诊断系统，特别是涉及能够实时监测阀门泄漏情况的在线诊断系统。

背景技术

目前现有检测仪只能进行定期检测，不能实时在线监测阀门的内漏情况；另外，专利号：ZL201020289043.3，通过在阀门进口侧及出口侧分别安装一个声发射信号传感器，阀门进口侧的声发射信号作为参考，测得阀门出口侧声发射信号的强度后，与阀门进口侧的声发射信号进行比较，通过其差值来判断阀门是否内漏以及计算其泄漏率。

该技术方案存在三个缺点：1、阀门泄漏故障在线诊断系统一般用于检测对密封有严格要求的切断阀在阀门关闭状态下的密封情况，当切断阀处于关闭且无泄漏状态时，阀门进口侧介质处于静止状态，两个声发射信号传感器不会接收到声发射信号，当阀门密封副存在泄露且泄漏量很小时，理论上两个声发射信号传感器均会接收到声发射信号，实际工况下，由于种种外界因素的影响，阀门出口侧声发射信号传感器并不能够检测到较弱的声发射信号，故阀门进口侧与阀门出口侧声发射信号不一定存在差值，该方法不可靠；2、由于阀门泄漏点是随机的，采用在进口侧和出口侧某个点仅安装一个声发射信号传感器的方法，受声发射信号衰减的影响，极有可能使得离声发射信号传感器位置较远的泄漏点无法监测，更无法准确计算其泄漏率，故该系统灵敏度低、可靠性差；3、阀门内漏故障的发生有两种情况：一是由于阀瓣遭介质冲刷后损坏引起密封失效称为磨损模式，另一种是阀瓣和阀座之间落入异物导致阀门无法关严而引起的称为异物模式，该技术方案无法区分内漏的故障模式。

发明内容

为了克服现有技术中在线诊断系统的上述缺点，本发明提供一种可以实时监测阀门泄漏情况、灵敏度高、检测诊断结果准确，且可以准确判断故障模式的在线诊断系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种阀门泄漏故障在线诊断系统，包括声发射信号传感器，声发射信号传感器依次连接声发射信号放大单元、传感器信号采集单元，传感器信号采集单元通过传感器信号分析单元与诊断结果发送单元相连，诊断结果发送单元将传感器信号分析单元输出的阀门泄漏故障诊断结果以声音、或者图像、或者声音与图像的结合的形式输出，声发射信号传感器固定安装在阀门出口端阀体的外侧，且以阀门流道中心为圆心呈圆周均匀分布；阀门的阀杆上固定安装阀杆位置传感器，阀杆位置传感器与传感器信号采集单元连接。

声发射信号传感器的数量至少为四个。

本发明的有益效果是：通过实时监测各声发射信号传感器信号的强度，可以快速且准确的获知阀门泄漏的位置，并通过信号处理单元判断出阀门泄漏程度以确定维护及维修方式；信号处理单元是通过计算声发射信号传感器信号的不平衡度来确定阀门泄漏程度，检测结果准确可靠；在确定阀门是否泄漏的基础上，结合在阀杆上安装的位置传感器的信号，可以确定阀门泄漏故障的模式，为阀门的维修提供依据。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本实施例中传感器安装结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是本实施例中声发射信号及位置传感器信号处理部分的结构示意框架图；

图4是本实施例中声发射信号及位置传感器信号的处理流程示意图。

图中：1.阀杆；2. 位置传感器；3. 阀体；4.阀门出口端；5. 声发射信号传感器；6.声发射信号放大单元；7. 传感器信号采集单元；8. 传感器信号分析单元；9. 诊断结果发送单元。

具体实施方式

如图3所示，一种阀门泄漏故障在线诊断系统，包括声发射信号传感器5，声发射信号传感器5依次连接声发射信号放大单元6、传感器信号采集单元7，传感器信号采集单元7通过传感器信号分析单元8与诊断结果发送单元9相连，诊断结果发送单元9将传感器信号分析单元8输出的阀门泄漏故障诊断结果以声音、或者图像、或者声音与图像结合的形式输出；如图1、2所示，声发射信号传感器5通过磁吸附或机械固定的方式固定安装在阀门出口端4阀体3的外侧，且以阀门流道中心为圆心呈圆周均匀分布，数量至少为四个，最好为八个以上，以确保无论阀门泄漏发生在密封面圆周的哪个位置都可以被最近的声发射信号传感器5检测到，快速且准确。

如图4所示，声发射信号传感器5的信号，经发射信号放大单元6的放大、滤波，由传感器信号采集单元7采集，并输出到传感器信号分析单元8，传感器信号分析单元8计算出单位时间内声发射信号均方根值；

计算公式如下：

其中 为某一传感器单位时间内的均方根值

为单位时间内的采样次数

为采样时间点上传感器信号放大后的电压采样值

并由传感器信号分析单元8判断出两个最大的均方根值和以及两个最小的均方根值和 ；

再计算出两个最大的均方根值的算术平均值以及两个最小的均方根值的算术平均值；

再根据两个算术平均值计算出声发射传感器信号的不平衡度，

计算公式如下：

在阀门运行初期，阀门未泄漏的情况下，通过一段时间的分析，可以得到在未泄漏情况下声发射传感器信号的不平衡度的参考值，在阀门运行的整个过程中，通过实际测得的与大小的比较，即可判断阀门是否泄漏，以及进一步判断阀门泄漏的严重程度，结合声发射传感器信号的位置即可知晓阀门泄漏的位置。

如图1所示，阀门的阀杆1上固定安装阀杆位置传感器2，阀杆1上位置传感器2与传感器信号采集单元7连接，传感器信号采集单元7将采集到的信号输出到传感器信号分析单元8，结合声发射传感器信号的不平衡度与大小的比较结果，可判断阀门泄漏故障的模式，即：当与存在差值，且位置传感器2显示阀杆未关到位，表示阀门泄漏故障模式为异物模式；当与存在差值，且位置传感器2显示阀杆已关到位，则表示阀门泄漏故障模式为磨损模式。

传感器信号分析单元8通过分析后将诊断结果输出至诊断结果发送单元9，诊断结果发送单元9将阀门泄漏故障诊断结果以声音、或者图像、或者声音与图像相结合的形式输出，工作人员可以根据诊断结果采取相应的维修、维护措施。

Claims (2)

1.一种阀门泄漏故障在线诊断系统，包括声发射信号传感器，所述声发射信号传感器依次连接声发射信号放大单元、传感器信号采集单元，所述传感器信号采集单元通过传感器信号分析单元与诊断结果发送单元相连，所述诊断结果发送单元将传感器信号分析单元输出的阀门泄漏故障诊断结果以声音、或者图像、或者声音与图像的结合的形式输出，其特征在于：所述声发射信号传感器固定安装在阀门出口端阀体的外侧，且以阀门流道中心为圆心呈圆周均匀分布；阀门的阀杆上固定安装阀杆位置传感器，所述阀杆位置传感器与所述传感器信号采集单元连接；

声发射信号传感器的信号，经发射信号放大单元的放大、滤波，由传感器信号采集单元采集，并输出到传感器信号分析单元，传感器信号分析单元计算出单位时间内声发射信号均方根值，并由传感器信号分析单元判断出两个最大的均方根值和以及两个最小的均方根值和 ；再计算出两个最大的均方根值的算术平均值以及两个最小的均方根值的算术平均值；再根据两个算术平均值计算出声发射传感器信号的不平衡度，计算公式为：；

在阀门运行初期，阀门未泄漏的情况下，通过一段时间的分析，可以得到在未泄漏情况下声发射传感器信号的不平衡度的参考值，在阀门运行的整个过程中，通过实际测得的与大小的比较，即可判断阀门是否泄漏，以及进一步判断阀门泄漏的严重程度，结合声发射传感器信号的位置即可知晓阀门泄漏的位置。

2.根据权利要求1所述的阀门泄漏故障在线诊断系统，其特征在于：所述声发射信号传感器的数量至少为四个。