CN111258250A - 一种大管径电预热补偿评价装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大管径电预热补偿评价装置，包括评价装置、通讯单元、数据采集阵列单元、信息存储设备和报警器，所述数据采集阵列单元包括：信息采集模块、模式转换模块和控制服务模块，其中：所述信息采集模块，用于采集管道温度、伸长量、时间这些不同状态数据；所述模式转换模块根据评价指标进行快速计算；所述控制服务模块发送量化后的实际运行参数；所述报警器是指在电预热性能参数远离预设参数且不能够通过评价装置和系统得到有效调节时进行报警的一种服务装置。本发明的有益技术效果体现在：本发明能够能够对电预热过程中管道的温度和伸长量进行有效的检测，在不满足预设的条件时，及时报警通知工作人员。

Description

一种大管径电预热补偿评价装置

技术领域

本发明涉及热力管道技术领域，特别涉及一种大管径电预热补偿评价装置。

背景技术

电预热管道安装技术是指对管沟内一定长度的管道预热段通电，由于管道为钢管具有一定的电阻，在通入电流后会发热膨胀伸长，从而使管道产生一定的拉应力。当管道预热到所需要的温度，使管道的伸长量达到要求时，完成对管沟回填。

但是现有的管道内的温度和伸长量大多是不能具体掌握的，在温度和伸长量不满足要求时，不能及时报警通知工作人员。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大管径电预热补偿评价装置，解决现有技术中存在的在温度和伸长量不满足要求时，不能及时报警通知工作人员的技术问题。本发明能够能够对电预热过程中管道的温度和伸长量进行有效的检测，在不满足预设的条件时，及时报警通知工作人员。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大管径电预热补偿评价装置，包括评价装置、通讯单元、数据采集阵列单元、信息存储设备和报警器，

所述数据采集阵列单元包括：信息采集模块、模式转换模块和控制服务模块，其中：

所述信息采集模块，用于采集管道温度、伸长量、时间这些不同状态数据，并能够识别异常状态，这些信号构成电预热过程信息阵列，工作时采集模块将获得的状态信号进行滤波处理，然后传递给模式转换模块；

所述模式转换模块根据评价指标，对信息采集模块得到的信息阵列按照模糊分类模式识别的方法进行快速计算，使之成为评价装置能够识别的量化的实际运行参数；

所述控制服务模块发送量化后的实际运行参数，接收评价装置传递回来的控制参数、指导系统进行相应的参数优化；在系统不能够完成自适应优化的情况下提交报警申请，并给出相应的警告提示；

所述通讯单元内置增益元件和屏蔽电路，可实现评价装置与监控检测设备之间的通讯；

所述评价装置为具有完整的自我学习能力的计算机设备，能够保存电预热过程中的参数，生成检验报告；

所述信息存储设备用于快速存储电预热参数；

所述报警器是指在电预热性能参数远离预设参数且不能够通过评价装置和系统得到有效调节时进行报警的一种服务装置。

进一步的，所述信息采集模块包括利用指令域示波器采集电预热过程的温度、伸长量、时间等状态数据，使其与电预热指令相对应形成以G代码为自变量的实时监控图像，并将采集得到的数据以txt文档的形式进行保存。

进一步的，所述模式转换模块将信息采集模块得到的信息按照模糊分类模式识别的方法进行加工处理，形成指令域图像和时域图像，并保存为相应的文档，以便发送给所述评价装置。

进一步的，所述控制服务模块的核心为ARM芯片，利用ARM的多通道及快速信息处理能力可将模式转换模块变换后的数据进行打包压缩，以加快信息传递速度；同时控制服务模块还接受评价装置所发出的指令数据，进行解压和派送，数据压缩的算法为HCNCDatacompression算法，解压过程为HCNCDatacompression算法的逆向过程。

进一步的，所述通讯单元由光纤或者是基于wifi的无线网络发送接收模块、保护电路、增益电路、屏蔽电路构成。

进一步的，所述评价装置对采集得到的数据和预设的最优状态参数进行对比，并将最终结果传递给信息存储设备和控制服务模块，通过HCNCdetermine算法判断电预热的参数是否在预设的范围内，并根据判断结果进行实时报警指令的发送，显示相应的解决方案。

进一步的，所述模糊分类模式识别的方法对于多类模式识别问题，可通过两类问题的组合来实现，一对多和一对一策略；一对多策略就是一个分类器将每一类与剩下所有类别区分开来；一对一就是一个分类器每次完成二选一；

其中，采用一对多策略时，第一步是进行逐步的筛检，将所采集到的信息按照系统既定的重要程度依次录入打包等待第二步的计算；第二步，把第一步获得的采集结果按照系统需求转换成为数字信号；第三步，根据第二步得到的数据文本，按照时域和频域的数据过渡过程的不同绘制出时域信号图像和指令域信号图像，生成信号微波图像；

所述HCNCDatacompression算法为：第一步按照规定的表现模式对数据单元进行分组；第二步对于单元的各个分组，制定一个组特定码，所述组特定码的大小按照组内数据所照容量的大小来确定；第三步指定特定的单元标示符码，用于识别组内的单独字符，所属总码包括相互连接的组特定码和标识符码，其特征在于标识符码的大小为最小，以使可在那个组中出现的每个单元被具体指定；

HCNCdetermine算法为：第一步，对一组数据标本用候选方法和对比方法同时进行分析测定，最后观测两组数据的不同；第二步，按照既定的评价标准确定最佳数据；第三步，若新采集数据为最佳数据，则不发出指令，否则按照第四步继续进行；第四步，确定原因并判断是否出现了劣化趋势，对应原因按照设计的优化步骤进行电预热参数的优化处理，如若出现劣化趋势则进行第五步；第五步，确定劣化原因同时给报警器发出报警指令，电预热设备停止工作。

本发明的有益技术效果体现在：

1、本发明所提供的一种大管径电预热补偿评价装置，由评价装置将电预热工作过程中的通讯单元、数据采集阵列单元、信息存储设备等装置连接成为半闭环控制回路，所述信息采集模块，用于采集管道温度、伸长量、时间这些不同状态数据，并能够识别异常状态，这些信号构成电预热过程信息阵列，工作时采集模块将获得的状态信号进行滤波处理，然后传递给模式转换模块；所述模式转换模块根据评价指标，对信息采集模块得到的信息阵列按照模糊分类模式识别的方法进行快速计算，使之成为评价装置能够识别的量化的实际运行参数；所述控制服务模块发送量化后的实际运行参数，接收评价装置传递回来的控制参数、指导系统进行相应的参数优化；同时评价装置具有预判功能，在遇到不可处理的问题时提请报警，同时分析相应的错误原因并给出恰当的解决措施。

2、本发明所提供的大管径电预热补偿评价装置能够对电预热的参数和工作过程的状态信息进行检测、记录以及分析。

3、本发明所提供的大管径电预热补偿评价装置拥有自我学习能力，有效的保证了电预热工作过程的高效性和可靠性，从效率和精度方面提高了电预热设备的工作质量，能够对电预热工作过程中温度、伸长量、时间等状态信息进行有效的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的大管径电预热补偿评价装置的整体构架图；

图2为本发明中采用的光纤通讯单元的示意图；

图3为本发明中采用的基于wifi的无线通讯单元的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化叙述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明所提供的一种大管径电预热补偿评价装置，包括评价装置、通讯单元、数据采集阵列单元、信息存储设备和报警器，

所述数据采集阵列单元包括：信息采集模块、模式转换模块和控制服务模块，其中：

所述信息采集模块，包含大量的单片系统，连接不同物理属性的传感器(温度传感器和长度检测装置等)，用于采集管道温度、伸长量、时间这些不同状态数据，并能够识别异常状态，这些信号构成电预热过程信息阵列，工作时采集模块将获得的状态信号进行滤波处理，然后传递给模式转换模块；

所述模式转换模块根据评价指标，对信息采集模块得到的信息阵列按照模糊分类模式识别的方法进行快速计算，使之成为评价装置能够识别的量化的实际运行参数；

所述控制服务模块发送量化后的实际运行参数，接收评价装置传递回来的控制参数、指导系统进行相应的参数优化；在系统不能够完成自适应优化的情况下提交报警申请，并给出相应的警告提示；

所述通讯单元内置增益元件和屏蔽电路，可实现评价装置与监控检测设备之间的通讯；

所述评价装置为具有完整的自我学习能力的计算机设备，能够保存电预热过程中的参数，生成检验报告；

所述信息存储设备用于快速存储电预热参数；

所述报警器是指在电预热性能参数远离预设参数且不能够通过评价装置和系统得到有效调节时进行报警的一种服务装置。

所述信息采集模块包括利用指令域示波器采集电预热过程的温度、伸长量、时间等状态数据，使其与电预热指令相对应形成以G代码为自变量的实时监控图像，并将采集得到的数据以txt文档的形式进行保存。

所述模式转换模块将信息采集模块得到的信息按照模糊分类模式识别的方法进行加工处理，形成指令域图像和时域图像，并保存为相应的文档，以便发送给所述评价装置。

所述控制服务模块的核心为ARM芯片，利用ARM的多通道及快速信息处理能力可将模式转换模块变换后的数据进行打包压缩，以加快信息传递速度；同时控制服务模块还接受评价装置所发出的指令数据，进行解压和派送，数据压缩的算法为HCNCDatacompression算法，解压过程为HCNCDatacompression算法的逆向过程。

所述通讯单元由光纤或者是基于wifi的无线网络发送接收模块、保护电路、增益电路、屏蔽电路构成，并按照图2以及图3所示进行设计调配,。

所述评价装置对采集得到的数据和预设的最优状态参数进行对比，并将最终结果传递给信息存储设备和控制服务模块，通过HCNCdetermine算法判断电预热的参数是否在预设的范围内，并根据判断结果进行实时报警指令的发送，显示相应的解决方案。

所述模糊分类模式识别的方法对于多类模式识别问题，可通过两类问题的组合来实现，一对多和一对一策略；一对多策略就是一个分类器将每一类与剩下所有类别区分开来；一对一就是一个分类器每次完成二选一；

其中，采用一对多策略时，第一步是进行逐步的筛检，将所采集到的信息按照系统既定的重要程度依次录入打包等待第二步的计算；第二步，把第一步获得的采集结果按照系统需求转换成为数字信号；第三步，根据第二步得到的数据文本，按照时域和频域的数据过渡过程的不同绘制出时域信号图像和指令域信号图像，生成信号微波图像；

所述HCNCDatacompression算法为：第一步按照规定的表现模式对数据单元进行分组；第二步对于单元的各个分组，制定一个组特定码，所述组特定码的大小按照组内数据所照容量的大小来确定；第三步指定特定的单元标示符码，用于识别组内的单独字符，所属总码包括相互连接的组特定码和标识符码，其特征在于标识符码的大小为最小，以使可在那个组中出现的每个单元被具体指定；

HCNCdetermine算法为：第一步，对一组数据标本用候选方法和对比方法同时进行分析测定，最后观测两组数据的不同；第二步，按照既定的评价标准确定最佳数据；第三步，若新采集数据为最佳数据，则不发出指令，否则按照第四步继续进行；第四步，确定原因并判断是否出现了劣化趋势，对应原因按照设计的优化步骤进行电预热参数的优化处理，如若出现劣化趋势则进行第五步；第五步，确定劣化原因同时给报警器发出报警指令，电预热设备停止工作。

本发明所提供的大管径电预热补偿评价装置能够对电预热的参数和工作过程的状态信息进行检测、记录以及分析，本发明所提供的大管径电预热补偿评价装置拥有自我学习能力，有效的保证了电预热工作过程的高效性和可靠性，从效率和精度方面提高了电预热设备的工作质量，能够对电预热工作过程中温度、伸长量、时间等状态信息进行有效的检测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大管径电预热补偿评价装置，包括评价装置、通讯单元、数据采集阵列单元、信息存储设备和报警器，其特征在于：

所述数据采集阵列单元包括：信息采集模块、模式转换模块和控制服务模块，其中：

所述信息采集模块，用于采集管道温度、伸长量、时间这些不同状态数据，并能够识别异常状态，这些信号构成电预热过程信息阵列，工作时采集模块将获得的状态信号进行滤波处理，然后传递给模式转换模块；

所述模式转换模块根据评价指标，对信息采集模块得到的信息阵列按照模糊分类模式识别的方法进行快速计算，使之成为评价装置能够识别的量化的实际运行参数；

所述控制服务模块发送量化后的实际运行参数，接收评价装置传递回来的控制参数、指导系统进行相应的参数优化；在系统不能够完成自适应优化的情况下提交报警申请，并给出相应的警告提示；

所述通讯单元内置增益元件和屏蔽电路，可实现评价装置与监控检测设备之间的通讯；

所述评价装置为具有完整的自我学习能力的计算机设备，能够保存电预热过程中的参数，生成检验报告；

所述信息存储设备用于快速存储电预热参数；

所述报警器是指在电预热性能参数远离预设参数且不能够通过评价装置和系统得到有效调节时进行报警的一种服务装置。

2.如权利要求1所述的大管径电预热补偿评价装置，其特征在于，所述信息采集模块包括利用指令域示波器采集电预热过程的温度、伸长量、时间等状态数据，使其与电预热指令相对应形成以G代码为自变量的实时监控图像，并将采集得到的数据以txt文档的形式进行保存。

3.如权利要求2所述的大管径电预热补偿评价装置，其特征在于，所述模式转换模块将信息采集模块得到的信息按照模糊分类模式识别的方法进行加工处理，形成指令域图像和时域图像，并保存为相应的文档，以便发送给所述评价装置。

4.如权利要求3所述的大管径电预热补偿评价装置，其特征在于，所述控制服务模块的核心为ARM芯片，利用ARM的多通道及快速信息处理能力可将模式转换模块变换后的数据进行打包压缩，以加快信息传递速度；同时控制服务模块还接受评价装置所发出的指令数据，进行解压和派送，数据压缩的算法为HCNCDatacompression算法，解压过程为HCNCDatacompression算法的逆向过程。

5.如权利要求4所述的大管径电预热补偿评价装置，其特征在于，所述通讯单元由光纤或者是基于wifi的无线网络发送接收模块、保护电路、增益电路、屏蔽电路构成。

6.如权利要求5所述的大管径电预热补偿评价装置，其特征在于，所述评价装置对采集得到的数据和预设的最优状态参数进行对比，并将最终结果传递给信息存储设备和控制服务模块，通过HCNCdetermine算法判断电预热的参数是否在预设的范围内，并根据判断结果进行实时报警指令的发送，显示相应的解决方案。

7.如权利要求6所述的大管径电预热补偿评价装置，其特征在于，

所述模糊分类模式识别的方法对于多类模式识别问题，可通过两类问题的组合来实现，一对多和一对一策略；一对多策略就是一个分类器将每一类与剩下所有类别区分开来；一对一就是一个分类器每次完成二选一；

其中，采用一对多策略时，第一步是进行逐步的筛检，将所采集到的信息按照系统既定的重要程度依次录入打包等待第二步的计算；第二步，把第一步获得的采集结果按照系统需求转换成为数字信号；第三步，根据第二步得到的数据文本，按照时域和频域的数据过渡过程的不同绘制出时域信号图像和指令域信号图像，生成信号微波图像；

所述HCNCDatacompression算法为：第一步按照规定的表现模式对数据单元进行分组；第二步对于单元的各个分组，制定一个组特定码，所述组特定码的大小按照组内数据所照容量的大小来确定；第三步指定特定的单元标示符码，用于识别组内的单独字符，所属总码包括相互连接的组特定码和标识符码，其特征在于标识符码的大小为最小，以使可在那个组中出现的每个单元被具体指定；

HCNCdetermine算法为：第一步，对一组数据标本用候选方法和对比方法同时进行分析测定，最后观测两组数据的不同；第二步，按照既定的评价标准确定最佳数据；第三步，若新采集数据为最佳数据，则不发出指令，否则按照第四步继续进行；第四步，确定原因并判断是否出现了劣化趋势，对应原因按照设计的优化步骤进行电预热参数的优化处理，如若出现劣化趋势则进行第五步；第五步，确定劣化原因同时给报警器发出报警指令，电预热设备停止工作。

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