CN108088631B - 一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法及装置 - Google Patents

一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法及装置，所述装置包括压力传感器及数据接收端与压力传感器输出端相连的处理器，所述压力传感器用于监测屏蔽泵定子腔的压力值，还包括温度传感器，所述温度传感器输出端与处理器的数据接收端相连，所述温度传感器用于监测屏蔽泵的出口温度；所述处理器通过所获取的温度值判定屏蔽泵的工作状态；所述处理器根据屏蔽泵的工作状态调用预设的阈值，并将调用的阈值与所获取的压力值或所获取压力值的变化率进行比较；所述处理器根据比较结果，输出屏蔽泵定子屏蔽套泄漏状况。所述装置的功能实现依赖于所述方法。采用本装置及方法可以提高屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的可靠性和响应时间。

Description

一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法及装置
技术领域
本发明涉及泵泄漏监测方法及装置技术领域，特别是涉及一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法及装置。
背景技术
目前国内核级屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的大多采用在电机上设置电接点水位探测器，通过监测定子屏蔽套与电机外壳形成的环腔内是否存有积水来判断屏蔽套是否发生泄漏。实际运行表明，采用此种方法监测定子屏蔽套泄漏存在响应慢、虚警率高的缺点。本发明正是为提高屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测可靠性和响应时间而设计的一种复合式探测方法。
发明内容
针对上述提出的现有用于监测定子屏蔽套的方法，该方法监测定子屏蔽套泄漏存在响应慢、虚警率高的缺点的问题，本发明提供了一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法及装置，采用本装置及方法可以提高屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的可靠性和响应时间。
为解决上述问题，本发明提供的一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法及装置通过以下技术要点来解决问题：一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的装置，包括压力传感器及数据接收端与压力传感器输出端相连的处理器，所述压力传感器用于监测屏蔽泵定子腔的压力值，还包括温度传感器，所述温度传感器输出端与处理器的数据接收端相连，所述温度传感器用于监测屏蔽泵的出口温度；
所述处理器通过所获取的温度值判定屏蔽泵的工作状态；
所述处理器根据屏蔽泵的工作状态调用预设的阈值，并将调用的阈值与所获取的压力值或所获取压力值的变化率进行比较；
所述处理器根据比较结果，输出屏蔽泵定子屏蔽套泄漏状况。
具体的，以上压力传感器的监测位置选择旨在为了监测屏蔽泵套是否发生泄漏，即测点设置在定子屏蔽泵与电机外壳形成的环腔内；同时，以上监测位置的选择，对屏蔽泵来讲，屏蔽套一旦发生泄漏，会对泵的定子部分产生极大的危害；采用以上装置替代现有技术中通过监测定子屏蔽套与电机外壳形成的环腔内是否存有积水来判断屏蔽套是否发生泄漏，由于本装置中压力传感器与温度传感器获取数据的实时性，使得本装置相较于现有技术，具有响应时间快的特点；同时由于监测温度值、压力值或通过压力值变化得出压力变化率等参数相较于监测积水，由于可克服外部因素的干扰，故使得本装置相较于现有装置具有良好的可靠性。
本装置中，由于屏蔽泵具有不同的工作状态，而屏蔽泵工作状态可由屏蔽泵的出口温度反映，故以上温度值即作为屏蔽泵工作状态的间接反馈。这样，在比较过程中所采用的阈值可设置为多个，且多个阈值可来源于屏蔽泵正常工作情况下不同的工况，这样，本装置采用监测的压力值或压力变压率与预设的对应正常工作工况的阈值比较时，由于该阈值能够真实反映屏蔽泵该工作状态下定子屏蔽套无泄漏时的实际压力值参数或压力变压率参数，故通过以上对比，使得本装置的比较结果能够有针对具体工况有针对性的反映定子屏蔽套的泄漏状态，即使得比较结果能够准确反映真实泄漏状态。
作为本领域技术人员，以上阈值优选在屏蔽泵正常工作状态下，在屏蔽泵处于不同工况时进行测量获得；判定是否出现泄漏，若阈值设置为压力值，可通过监测压力值与作为阈值的压力值进行比较，若为监测压力值小于作为阈值，则可判定为定子屏蔽套有泄漏，若等于阈值，可判定为定子屏蔽套无泄漏；若阈值设置为变化率，若通过监测到的压力计算所得变化率等于阈值，可判定为定子屏蔽套无泄漏，若通过监测到的压力计算所得变化率大于阈值，可判定为定子屏蔽套泄漏。同时作为本领域技术人员，以上阈值可根据实测正常运行的泵的参数进行修正后用于本装置上。
本方案中，采用压力变化率来作为泄漏监测的参照是因为压力变化率对泄漏是否持续发生进行监测。同时，压力变化率可以有效监测微量泄漏情况，并能排除扰动干扰造成误报警的情况。由于考虑到误报警的情况，可能压力变化较小，没有达到阈值，所以通过压力变化率来判断是否发生泄漏效果更好；同时，由于一般情况下，如发生泄漏情况应该是持续的，如果仅有压力值跳变，但没有持续的压力变化，则可能是由于扰动干扰造成，采用压力变化率来判断则不会做出误报警。
本方案中，采用将调用的阈值与所获取的压力值或所获取压力值的变化率进行比较，旨在实现在热态工况下采用压力值的变化率而冷态下用压力值来判断：冷态下运行只要用于调试试验工作，由于是低温低压状态，就算是由于压力超阈值误报警而造成泵的停运，对泵和回路的影响也较小，是可以接受的；而热态下则不一样：与其他领域不同，泄漏监测的对象是重要的核级屏蔽泵，其与核安全相关，泵的启动和停止都是一系列规程的，热态下直接停泵对整个回路影响较大，需要谨慎判断是否真的发生泄漏。
作为本领技术人员，冷态和热态是一个相对的概念。因为现有的核级屏蔽泵像反应堆冷却剂泵等，其额定运行工况大多为高温高压状态，比如额定温度300℃以上，额定压力10兆帕以上，即热态；所谓冷态只是相对于热态来讲是一个相对低的温度和压力状态，如温度100℃以下，压力在2至3兆帕的状态。屏蔽泵在冷态下运行一般用于调试试验或者是热态运行前的一个准备阶段。
作为以上所述的用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的装置进一步的技术方案：
为避免对压力传感器、温度传感器的输出信号对后续电路造成损坏，所述压力传感器与处理器之间、温度传感器与处理器之间均设置有过压保护装置。以上过压保护装置可采用瞬态电压抑制器或其他保护电路。
作为一种可消除信号干扰的实现方案，所述压力传感器与处理器之间、温度传感器与处理器之间均设置有滤波模块及模数转换模块，所述滤波模块位于模式转换模块之间。
为确保本装置的监测精度，所述处理器内的时钟脉冲不低于1MHz。
为确保本装置的监测精度，作为一种快响应温度传感器，所述温度传感器为铂电阻温度计。
还包括连接在处理器输出端上的继电器，所述继电器为常开型继电器。 所述继电器用于比较结果输出。现有的印制板安装型继电器有常开型和常闭型两类，常开型继电器通常状态为断开，只是得电后触点吸合才会输出报警信号；常闭型继电器工作原理则相反。选择常开型继电器而不是常闭型继电器是从使用环境和可靠性上考虑防止输出误报警信号。泄漏监测设备从使用环境上讲比较严格，部分安全重要的泄漏监测设备需要完成环境影响实验，包括地震、振动甚至冲击等的影响，常闭型受此影响相对较小；从输出报警信号的容错性上看，触电从开到闭比由闭到开更具有容错性。常开型继电器触电只有有效吸合才能输出报警信号，而常闭型继电器有可能由于环境条件、继电器自身可靠性等其他原因造成触点松动输出误报警信号。
同时，本发明还提供了一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法，包括以下步骤：
获取数据、判定所采用的阈值、定子屏蔽套泄漏状态判定；
所述获取数据为：采用压力传感器监测屏蔽泵定子腔的压力值、采用温度传感器监测屏蔽泵的出口温度；
所述判定所采用的阈值为：根据所监测到的温度值，选取预设的用于比较的阈值；
所述定子屏蔽套泄漏状态判定为：利用监测到的压力值或压力值的变化率与所选取的阈值进行比较。
以上装置的运行依赖于以上提供的方法，采用该方法替代了现有技术中通过监测定子屏蔽套与电机外壳形成的环腔内是否存有积水来判断屏蔽套是否发生泄漏，故通过以上关于装置的分析，采用本方法可以提高屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的可靠性和响应时间。
作为以上所述的用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法进一步的技术方案，所述获取数据中，所述压力传感器采用具有远传功能的压力传感器。所述具有远传功能的压力传感器即为具有无线数据传输功能的传感器，采用此种形式的传感器，方便压力传感器的安装。
为确保本装置的监测精度，作为一种快响应温度传感器，所述温度传感器采用铂电阻温度计。
还包括定子屏蔽套泄漏状态判定结果输出步骤，所述定子屏蔽套泄漏状态判定结果输出步骤为采用继电器输出开关量信号，且所述继电器为常开型继电器。
本发明具有以下有益效果：
1)本发明提供的装置及方法可用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测；
2)采用的本方案提供的装置及方法，可以避免传统屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测（采用电接点水位探测器）方法存在的响应慢、虚警率高等问题；
3)以上装置及方法中，阈值比较可采用硬件实现，可靠性高。
附图说明
图1为本发明所述的一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法一个具体实施例的原理图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：
实施例1：
如图1所示，一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的装置，包括压力传感器及数据接收端与压力传感器输出端相连的处理器，所述压力传感器用于监测屏蔽泵定子腔的压力值，还包括温度传感器，所述温度传感器输出端与处理器的数据接收端相连，所述温度传感器用于监测屏蔽泵的出口温度；
所述处理器通过所获取的温度值判定屏蔽泵的工作状态；
所述处理器根据屏蔽泵的工作状态调用预设的阈值，并将调用的阈值与所获取的压力值或所获取压力值的变化率进行比较；
所述处理器根据比较结果，输出屏蔽泵定子屏蔽套泄漏状况。
具体的，采用以上装置替代现有技术中通过监测定子屏蔽套与电机外壳形成的环腔内是否存有积水来判断屏蔽套是否发生泄漏，由于本装置中压力传感器与温度传感器获取数据的实时性，使得本装置相较于现有技术，具有响应时间快的特点；同时由于监测温度值、压力值或通过压力值变化得出压力变化率等参数相较于监测积水，由于可克服外部因素的干扰，故使得本装置相较于现有装置具有良好的可靠性。
本装置中，由于屏蔽泵具有不同的工作状态，而屏蔽泵工作状态可由屏蔽泵的出口温度反映，故以上温度值即作为屏蔽泵工作状态的间接反馈。这样，在比较过程中所采用的阈值可设置为多个，且多个阈值可来源于屏蔽泵正常工作情况下不同的工况，这样，本装置采用监测的压力值或压力变压率与预设的对应正常工作工况的阈值比较时，由于该阈值能够真实反映屏蔽泵该工作状态下定子屏蔽套无泄漏时的实际压力值参数或压力变压率参数，故通过以上对比，使得本装置的比较结果能够有针对具体工况有针对性的反映定子屏蔽套的泄漏状态，即使得比较结果能够准确反映真实泄漏状态。
作为本领域技术人员，以上阈值优选在屏蔽泵正常工作状态下，在屏蔽泵处于不同工况时进行测量获得；判定是否出现泄漏，若阈值设置为压力值，可通过监测压力值与作为阈值的压力值进行比较，若为监测压力值小于作为阈值，则可判定为定子屏蔽套有泄漏，若等于阈值，可判定为定子屏蔽套无泄漏；若阈值设置为变化率，若通过监测到的压力计算所得变化率等于阈值，可判定为定子屏蔽套无泄漏，若通过监测到的压力计算所得变化率大于阈值，可判定为定子屏蔽套泄漏。同时作为本领域技术人员，以上阈值可根据实测正常运行的泵的参数进行修正后用于本装置上。
同时，本发明还提供了一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法，包括以下步骤：
获取数据、判定所采用的阈值、定子屏蔽套泄漏状态判定；
所述获取数据为：采用压力传感器监测屏蔽泵定子腔的压力值、采用温度传感器监测屏蔽泵的出口温度；
所述判定所采用的阈值为：根据所监测到的温度值，选取预设的用于比较的阈值；
所述定子屏蔽套泄漏状态判定为：利用监测到的压力值或压力值的变化率与所选取的阈值进行比较。
以上装置的运行依赖于以上提供的方法，采用该方法替代了现有技术中通过监测定子屏蔽套与电机外壳形成的环腔内是否存有积水来判断屏蔽套是否发生泄漏，故通过以上关于装置的分析，采用本方法可以提高屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的可靠性和响应时间。
本实施例中，所述处理器可采用FPGA为处理核心，辅以前端信号采集与预处理电路、开关量输出电路、自检电路等。信号采集与预处理电路包括保护、滤波及模数转换等处理；信号处理包括工况判断及压力变化率计算，并与相应阀值进行比较后驱动继电器输出开关量信号。开关量输出精度为±0.1% FS，重复性±0.05%，响应时间不大于0.5s。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，为避免对压力传感器、温度传感器的输出信号对后续电路造成损坏，所述压力传感器与处理器之间、温度传感器与处理器之间均设置有过压保护装置。以上过压保护装置可采用瞬态电压抑制器或其他保护电路。
作为一种可消除信号干扰的实现方案，所述压力传感器与处理器之间、温度传感器与处理器之间均设置有滤波模块及模数转换模块，所述滤波模块位于模式转换模块之间。
为确保本装置的监测精度，所述处理器内的时钟脉冲不低于1MHz。
为确保本装置的监测精度，作为一种快响应温度传感器，所述温度传感器为铂电阻温度计。
还包括连接在处理器输出端上的继电器，所述继电器为常开型继电器。
实施例3：
本实施例在实施例1提供的技术方案的基础上作进一步限定：作为以上所述的用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法进一步的技术方案，所述获取数据中，所述压力传感器采用具有远传功能的压力传感器。所述具有远传功能的压力传感器即为具有无线数据传输功能的传感器，采用此种形式的传感器，方便压力传感器的安装。
为确保本装置的监测精度，作为一种快响应温度传感器，所述温度传感器采用铂电阻温度计。
还包括定子屏蔽套泄漏状态判定结果输出步骤，所述定子屏蔽套泄漏状态判定结果输出步骤为采用继电器输出开关量信号，且所述继电器为常开型继电器。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的装置，包括压力传感器及数据接收端与压力传感器输出端相连的处理器，其特征在于，所述压力传感器用于监测屏蔽泵定子腔的压力值，还包括温度传感器，所述温度传感器输出端与处理器的数据接收端相连，所述温度传感器用于监测屏蔽泵的出口温度；
所述处理器通过所获取的温度值判定屏蔽泵的工作状态；
所述处理器根据屏蔽泵的工作状态调用预设的阈值，并将调用的阈值与所获取的压力值或所获取压力值的变化率进行比较；
所述处理器根据比较结果，输出屏蔽泵定子屏蔽套泄漏状况。
2.根据权利要求1所述的一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的装置，其特征在于，所述压力传感器与处理器之间、温度传感器与处理器之间均设置有过压保护装置。
3.根据权利要求1所述的一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的装置，其特征在于，所述压力传感器与处理器之间、温度传感器与处理器之间均设置有滤波模块及模数转换模块，所述滤波模块位于模式转换模块之间。
4.根据权利要求1所述的一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的装置，其特征在于，所述处理器内的时钟脉冲不低于1MHz。
5.根据权利要求1所述的一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的装置，其特征在于，所述温度传感器为铂电阻温度计。
6.根据权利要求1所述的一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的装置，其特征在于，还包括连接在处理器输出端上的继电器，所述继电器为常开型继电器。
7.一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取数据、判定所采用的阈值、定子屏蔽套泄漏状态判定；
所述获取数据为：采用压力传感器监测屏蔽泵定子腔的压力值、采用温度传感器监测屏蔽泵的出口温度；
所述判定所采用的阈值为：根据所监测到的温度值，选取预设的用于比较的阈值；
所述定子屏蔽套泄漏状态判定为：利用监测到的压力值或压力值的变化率与所选取的阈值进行比较。
8.根据权利要求7所述的一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法，其特征在于，所述获取数据中，所述压力传感器采用具有远传功能的压力传感器。
9.根据权利要求7所述的一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法，其特征在于，所述温度传感器采用铂电阻温度计。
10.根据权利要求7所述的一种用于屏蔽泵定子屏蔽套泄漏监测的方法，其特征在于，还包括定子屏蔽套泄漏状态判定结果输出步骤，所述定子屏蔽套泄漏状态判定结果输出步骤为采用继电器输出开关量信号，且所述继电器为常开型继电器。
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