CN107462605A - 一种移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统 - Google Patents

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CN107462605A CN201710669258.4A CN201710669258A CN107462605A CN 107462605 A CN107462605 A CN 107462605A CN 201710669258 A CN201710669258 A CN 201710669258A CN 107462605 A CN107462605 A CN 107462605A
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轩福贞
杨斌
杨康
罗承强
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Abstract

本发明涉及一种移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，包括信号发生单元、陶瓷压电片组件、无线信号收发一体总串口、信号显示单元和计算机，所述陶瓷压电片组件布置于所述移动式压力容器上，所述陶瓷压电片组件通过无线信号收发一体总串口分别连接信号发生单元和信号显示单元，所述计算机与信号显示单元连接，所述陶瓷压电片组件包括至少一对无线式陶瓷压电片。与现有技术相比，本发明具有实时、全自动等优点，能够远程的实时监测多个车载移动式压力容器的健康状态，解决了传统检测技术对车载移动式压力容器检验费时费力且效率低的问题，可及时对车载移动式压力容器失效进行预警，为进一步停机检测提供指导，从而有效避免灾难性事故发生。

Description

一种移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统
技术领域
本发明涉及一种压力容器监测系统，尤其是涉及一种移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统。
背景技术
车载移动式储油罐、液化燃料罐等压力容器在使用过程中受到内部介质压力及环境载荷作用而极易引发泄露、爆炸。车载移动式压力容器往往在振动、高压、高湿等苛刻环境中工作，使用期间，这些苛刻的使用环境会加剧移动式压力容器过度变形和断裂。同时，在载荷波动、环境复杂多变的耦合条件下，车载移动式压力容器的多种损伤模式交互耦合而非简单线性叠加，更会导致移动式压力容器在远低于材料强度状态下失效。车载移动式压力容器的失效往往在没有任何预先征兆的情况下发生，由此引起非常严重的灾难。传统方法主要通过对车载移动式压力容器的定期的检验以避免其失效。然而，这种方法费时费力，且不能完全避免车载移动式压力容器失效。同时，一台检验设备只能对单个压力容器测试，无法实现多个移动式压力容器同时检测，效率低。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实时、全自动的移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，包括信号发生单元、陶瓷压电片组件、无线信号收发一体总串口、信号显示单元和计算机，所述陶瓷压电片组件布置于所述移动式压力容器上，所述陶瓷压电片组件通过无线信号收发一体总串口分别连接信号发生单元和信号显示单元，所述计算机与信号显示单元连接，所述陶瓷压电片组件包括至少一对无线式陶瓷压电片；
信号发生单元产生第一电信号，该第一电信号经无线信号收发一体总串口由陶瓷压电片组件中的部分无线式陶瓷压电片转换为压力信号，该压力信号经移动式压力容器后由剩余的无线式陶瓷压电片接收并转换后第二电信号，信号显示单元通过无线信号收发一体总串口接收所述第二电信号，显示并传送至计算机，计算机根据所述第二电信号实现移动式压力容器的状态监测。
所述信号发生单元包括相连接的任意函数发生器和放大器，所述放大器与无线信号收发一体总串口连接。
所述放大器的放大倍数为5～100。
所述无线式陶瓷压电片包括相连接的陶瓷压电片本体和无线模块。
各所述无线式陶瓷压电片的信号传输均为双向传输，且与所述无线信号收发一体总串口上的串口一一对应。
所述无线式陶瓷压电片通过无线网络与无线信号收发一体总串口连接，所述无线网络为4G通讯网络或无线电通讯网络。
所述陶瓷压电片按设定传感网络粘贴于移动式压力容器表面。
所述信号显示单元包括示波器。
所述无线信号收发一体总串口通过陶瓷压电片组件连接多个移动式压力容器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明对车载移动式压力容器的损伤进行远程实时感知和预警，能够远程的实时监测多个车载移动式压力容器的健康状态，为进一步停机检测提供指导，从而有效避免灾难性事故发生。
2)本发明利用导波手段获取移动式压力容器损伤信号，并通过无线模块将信号远程的传送给计算机，通过相应的算法进行损伤识别与定位，以获取车载移动式压力容器的健康状态。
3)本发明无线式陶瓷压电片与无线信号收发一体总串口上的串口一一对应，，不受其他陶瓷压电片信号干扰。
4)本发明能够实时的、在线的监测多个车载移动式力容器的工作状况，结合相应的控制软件、算法及信号处理技术，实现对多个车载移动式压力容器损伤的实时感知和预警。
5)本发明可同时对多个移动式压力容器实现在线监测。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为车载移动式压力容器上不同陶瓷压电片的激发模式，其中(a)为按照冒泡法激发和接收，(b)为按照顺序激发和接收。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例提供一种移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，包括信号发生单元、陶瓷压电片组件、无线信号收发一体总串口4、信号显示单元和计算机8，陶瓷压电片组件布置于移动式压力容器上，陶瓷压电片组件通过无线信号收发一体总串口4分别连接信号发生单元和信号显示单元，计算机8与信号显示单元连接，陶瓷压电片组件包括至少一对无线式陶瓷压电片3。
信号发生单元包括相连接的任意函数发生器5和放大器6，放大器6与无线信号收发一体总串口4连接。放大器6的放大倍数为5～100。
陶瓷压电片3按设定传感网络粘贴于移动式压力容器表面。无线式陶瓷压电片3包括相连接的陶瓷压电片本体和无线模块。各无线式陶瓷压电片的信号传输均为双向传输，且与无线信号收发一体总串口上的串口一一对应。无线式陶瓷压电片通过无线网络与无线信号收发一体总串口连接，无线网络为4G通讯网络、无线电通讯网络等。
信号显示单元包括示波器7。
无线信号收发一体总串口4通过陶瓷压电片组件连接多个移动式压力容器。如图1中，移动式压力容器1上设置有两对陶瓷压电片a、b、c、d，移动式压力容器2上设置有两对陶瓷压电片e、f、g、h，各陶瓷压电片通过无线网络均连接于无线信号收发一体总串口4。
上述移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统的工作原理为：信号发生单元产生第一电信号，该第一电信号经无线信号收发一体总串口由陶瓷压电片组件中的部分无线式陶瓷压电片转换为压力信号，该压力信号经移动式压力容器后由剩余的无线式陶瓷压电片接收并转换后第二电信号，信号显示单元通过无线信号收发一体总串口接收第二电信号，显示并传送至计算机，计算机根据第二电信号实现移动式压力容器的状态监测。
陶瓷压电片的激发-接收可为多种模式。如图2所示，9为激发态的压电片，10为接收态的压电片，其中，图(a)表示一片陶瓷压电片按照次序激发，剩余陶瓷压电片按照次序接收；图(b)其中一片陶瓷压电片按照次序激发，剩余的1/2陶瓷压电片按照次序接收。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，其特征在于，包括信号发生单元、陶瓷压电片组件、无线信号收发一体总串口、信号显示单元和计算机，所述陶瓷压电片组件布置于所述移动式压力容器上，所述陶瓷压电片组件通过无线信号收发一体总串口分别连接信号发生单元和信号显示单元，所述计算机与信号显示单元连接，所述陶瓷压电片组件包括至少一对无线式陶瓷压电片；
信号发生单元产生第一电信号，该第一电信号经无线信号收发一体总串口由陶瓷压电片组件中的部分无线式陶瓷压电片转换为压力信号，该压力信号经移动式压力容器后由剩余的无线式陶瓷压电片接收并转换后第二电信号，信号显示单元通过无线信号收发一体总串口接收所述第二电信号，显示并传送至计算机，计算机根据所述第二电信号实现移动式压力容器的状态监测。
2.根据权利要求1所述的移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，其特征在于，所述信号发生单元包括相连接的任意函数发生器和放大器，所述放大器与无线信号收发一体总串口连接。
3.根据权利要求2所述的移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，其特征在于，所述放大器的放大倍数为5～100。
4.根据权利要求1所述的移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，其特征在于，所述无线式陶瓷压电片包括相连接的陶瓷压电片本体和无线模块。
5.根据权利要求1所述的移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，其特征在于，各所述无线式陶瓷压电片的信号传输均为双向传输，且与所述无线信号收发一体总串口上的串口一一对应。
6.根据权利要求1所述的移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，其特征在于，所述无线式陶瓷压电片通过无线网络与无线信号收发一体总串口连接，所述无线网络为4G通讯网络或无线电通讯网络。
7.根据权利要求1所述的移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，其特征在于，所述陶瓷压电片按设定传感网络粘贴于移动式压力容器表面。
8.根据权利要求1所述的移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，其特征在于，所述信号显示单元包括示波器。
9.根据权利要求1所述的移动式压力容器损伤远程实时感知及预警系统，其特征在于，所述无线信号收发一体总串口通过陶瓷压电片组件连接多个移动式压力容器。
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