CN110595669A - 一种用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置，包括安装在安全阀排气口外侧的气流流量传感器，用于测量安全阀的排气流量；安装在安全阀排气口内侧的第一压力传感器，用于检测安全阀排气口内侧的气体压力；安装在压力容器内的至少两个第二压力传感器，用于检测压力容器内的气体压力，不同的第二压力传感器之间的距离均大于第二压力传感器与第一压力传感器的最小距离；处理终端，与气流流量传感器、第一压力传感器和第二压力传感器通讯连接，用于检测压力容器的实时压力。本发明能够改进现有技术的不足，提高了带有安全阀的压力容器压力检测的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及压力容器检测技术领域，尤其是一种用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置及方法。
背景技术
压力容器是指盛放具有一定压力的流体的密封容器。为了保证压力容器的安全，需要在压力容器上设置安全阀，在压力超高时实现自动泄压。在安全阀泄压过程和泄压完毕后的一定时间内，压力容器内的压力会发生快速的变化，而且由于安全阀泄压过程的流体流动原因，导致压力容器内不同位置的压力会出现不同程度的波动，从而导致传统的压力容器压力检测准确度不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置及方法，能够解决现有技术的不足，提高了带有安全阀的压力容器压力检测的准确度。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置，包括，
安装在安全阀排气口外侧的气流流量传感器，用于测量安全阀的排气流量；
安装在安全阀排气口内侧的第一压力传感器，用于检测安全阀排气口内侧的气体压力；
安装在压力容器内的至少两个第二压力传感器，用于检测压力容器内的气体压力，不同的第二压力传感器之间的距离均大于第二压力传感器与第一压力传感器的最小距离；
处理终端，与气流流量传感器、第一压力传感器和第二压力传感器通讯连接，用于检测压力容器的实时压力。
一种上述的用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置的检测方法，包括以下步骤：
A、处理终端实时采集第一压力传感器和第二压力传感器发送的压力数据；
B、开启安全阀排气，排气流量线性增加，当气流流量传感器检测到有效流量数据后，处理终端分别建立流量数据与第一压力传感器和第二压力传感器发送的压力数据的对比曲线图；
C、对每个对比曲线图中同一时刻的流量数值和压力数值建立映射关系，每个对比曲线图得到一个映射集合，对映射集合进行拟合，得到所述对比曲线图的特征映射；
D、当安全阀未开启时，处理终端使用第一压力传感器和第二压力传感器发送压力数据的平均值作为压力容器的实时压力；当安全阀开启时，处理终端使用流量数据和对应的特征映射计算不同位置的压力数据，然后使用计算出的压力数据的平均值作为压力容器的实时压力。
作为优选，步骤B中，有效流量数据的判断方法为，
有效流量数据段的前方和后方均存在长度不少于效流量数据段长度10％的稳定区，稳定区内流量函数具有单调性，且有效流量数据段的数据二阶导数的绝对值小于设定阈值。
作为优选，步骤C中，对映射集合进行拟合包括以下步骤，
C1、对集合内的映射根据函数类型进行聚类，获得聚类中心映射；
C2、对所有的聚类中心映射放入同一坐标系中，使用不同聚类中心映射的交点进行线性拟合，获得特征映射。
作为优选，步骤D中，当安全阀关闭后，处理终端将计算出的压力数据和实测的压力数据进行对比，根据对比的差值对相应的特征映射进行修正，修正的目标为对比差值和使用特征映射得到的拟合曲线与实际曲线的差值的归一化结果的标准差最小。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过建立安全阀排气流量数据与压力容器内不同位置压力数据之间映射关系，实现根据安全阀排气流量对压力容器内部实时压力的间接计算。由于安全阀排气流量可以较为精确的测出，从而避免在压力容器内部压力波动期间直接测量压力容器内部压力导致的误差。通过聚类计算的方式拟合得到特诊映射，使用特征映射反应流量数值和压力数值的实时关系，可以降低计算量，提高计算速度。根据安全阀关闭后压力容器内稳定压力值与计算值的对比，对特征映射进行修正，从而有效提高计算过程的精确度。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的原理图。
图中：1、气流流量传感器；2、第一压力传感器；3、第二压力传感器；4、处理终端。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1，本实施例包括，
安装在安全阀排气口外侧的气流流量传感器1，用于测量安全阀的排气流量；
安装在安全阀排气口内侧的第一压力传感器2，用于检测安全阀排气口内侧的气体压力；
安装在压力容器内的至少两个第二压力传感器3，用于检测压力容器内的气体压力，不同的第二压力传感器3之间的距离均大于第二压力传感器3与第一压力传感器2的最小距离；
处理终端4，与气流流量传感器1、第一压力传感器2和第二压力传感器3通讯连接，用于检测压力容器的实时压力。
一种上述的用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置的检测方法，包括以下步骤：
A、处理终端4实时采集第一压力传感器2和第二压力传感器3发送的压力数据；
B、开启安全阀排气，排气流量线性增加，当气流流量传感器1检测到有效流量数据后，处理终端4分别建立流量数据与第一压力传感器2和第二压力传感器3发送的压力数据的对比曲线图；
C、对每个对比曲线图中同一时刻的流量数值和压力数值建立映射关系，每个对比曲线图得到一个映射集合，对映射集合进行拟合，得到所述对比曲线图的特征映射；
D、当安全阀未开启时，处理终端4使用第一压力传感器2和第二压力传感器3发送压力数据的平均值作为压力容器的实时压力；当安全阀开启时，处理终端4使用流量数据和对应的特征映射计算不同位置的压力数据，然后使用计算出的压力数据的平均值作为压力容器的实时压力。
步骤B中，有效流量数据的判断方法为，
有效流量数据段的前方和后方均存在长度不少于效流量数据段长度10％的稳定区，稳定区内流量函数具有单调性，且有效流量数据段的数据二阶导数的绝对值小于设定阈值。
步骤C中，对映射集合进行拟合包括以下步骤，
C1、对集合内的映射根据函数类型进行聚类，获得聚类中心映射；
C2、对所有的聚类中心映射放入同一坐标系中，使用不同聚类中心映射的交点进行线性拟合，获得特征映射。
步骤D中，当安全阀关闭后，处理终端4将计算出的压力数据和实测的压力数据进行对比，根据对比的差值对相应的特征映射进行修正，修正的目标为对比差值和使用特征映射得到的拟合曲线与实际曲线的差值的归一化结果的标准差最小。
本发明结构简单，计算过程简便、迅速，可以实现对带有安全阀的压力容器压力的有效检测。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置，其特征在于：包括，
安装在安全阀排气口外侧的气流流量传感器(1)，用于测量安全阀的排气流量；
安装在安全阀排气口内侧的第一压力传感器(2)，用于检测安全阀排气口内侧的气体压力；
安装在压力容器内的至少两个第二压力传感器(3)，用于检测压力容器内的气体压力，不同的第二压力传感器(3)之间的距离均大于第二压力传感器(3)与第一压力传感器(2)的最小距离；
处理终端(4)，与气流流量传感器(1)、第一压力传感器(2)和第二压力传感器(3)通讯连接，用于检测压力容器的实时压力。
2.一种权利要求1所述的用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置的检测方法，其特征在于包括以下步骤：
A、处理终端(4)实时采集第一压力传感器(2)和第二压力传感器(3)发送的压力数据；
B、开启安全阀排气，排气流量线性增加，当气流流量传感器(1)检测到有效流量数据后，处理终端(4)分别建立流量数据与第一压力传感器(2)和第二压力传感器(3)发送的压力数据的对比曲线图；
C、对每个对比曲线图中同一时刻的流量数值和压力数值建立映射关系，每个对比曲线图得到一个映射集合，对映射集合进行拟合，得到所述对比曲线图的特征映射；
D、当安全阀未开启时，处理终端(4)使用第一压力传感器(2)和第二压力传感器(3)发送压力数据的平均值作为压力容器的实时压力；当安全阀开启时，处理终端(4)使用流量数据和对应的特征映射计算不同位置的压力数据，然后使用计算出的压力数据的平均值作为压力容器的实时压力。
3.根据权利要求2所述的用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置的检测方法，其特征在于：步骤B中，有效流量数据的判断方法为，
有效流量数据段的前方和后方均存在长度不少于效流量数据段长度10％的稳定区，稳定区内流量函数具有单调性，且有效流量数据段的数据二阶导数的绝对值小于设定阈值。
4.根据权利要求3所述的用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置的检测方法，其特征在于：步骤C中，对映射集合进行拟合包括以下步骤，
C1、对集合内的映射根据函数类型进行聚类，获得聚类中心映射；
C2、对所有的聚类中心映射放入同一坐标系中，使用不同聚类中心映射的交点进行线性拟合，获得特征映射。
5.根据权利要求4所述的用于检测带有安全阀的压力容器压力的装置的检测方法，其特征在于：步骤D中，当安全阀关闭后，处理终端(4)将计算出的压力数据和实测的压力数据进行对比，根据对比的差值对相应的特征映射进行修正，修正的目标为对比差值和使用特征映射得到的拟合曲线与实际曲线的差值的归一化结果的标准差最小。
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