CN111911693A - 适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统及控制方法，该阀门系统包括阀门本体、阀门智能探测子系统，阀门智慧控制子系统，阀门信息通讯及防辐射损伤子系统，其中阀门智能探测子系统智慧控制阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统均集成在阀门本体上，与总控系统的连接为动力线及通讯线；当阀门收到自检命令或者达到要求的检测周期时，阀门通过阀门智慧控制子系统进行自我检测，并通过参数对比的方式，即可获得阀门是否正常的状态，自动决断采取相应动作策略，并通过阀门信息通讯及防辐射损伤子系统自动反馈给上级终端。本系统设计合理，成本较低，操作方便，信号准确且易于读取。

Description

适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统及控制方法

技术领域

本发明涉及核动力装置及化工石油等系统使用阀门技术领域，尤其涉及适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统及控制方法。

背景技术

在工程与科研项目中，阀门是反应堆及一回路系统的重要组成设备，与反应堆运行及安全息息相关。在反应堆工况调整、事故对策时，多型阀门需配合动作，以保证反应堆安全。现阶段阀门存在智能化程度不高，功能较为单一，为解决动作性能检测与密封性能检测，现阶段主要通过定期试验的方式开展，这导致两个新问题出现：1试验检测仅能在定性角度上进行检测，不能完成预测，试验检测结果是在故障发生后才能检出；2阀门智能探测系统智慧控制试验检测过程中试验参数远大于使用情况，对于阀门这类长寿期需求的设备，会造成一定的损伤，出现原本没有问题，试验后出现问题的情况。关于智慧阀门有很多技术：

申请号为201721524105.2的专利提供了一种智能阀门，包括主控模块、阀门模块、输电端和设备端，所述输电端和设备端通过主控模块连接，所述阀门模块与设备端连接；所述输电端包括AC-DC电源转换模块、无线电能发送模块、无线电能接收模块以及电源转换/储存模块，所述AC-DC电源转换模块与无线电能发送模块相连，所述无线电能发送模块与无线电能接收模块通过电磁波无线连接，所述无线电能接收模块与电源转换/储存模块相连；所述设备端包括检测单元以及阀门控制模块，所述检测单元把阀门模块的检测信息传送到主控模块，所述主控模块接收和处理检测数据并发送指令至阀门控制模块和服务器，所述阀门控制模块连接阀门模块。该专利适用于阀门信息化控制，但不适用于具有智能需求的阀门。

申请号为201810140077.7 1的专利公开了一种智能阀门系统，其包括CPU、网关、云服务器、人机交互设备、阀门、连接在阀门前端的阀前温度传感器和阀前压力传感器；该方法通过对压力测量与温度测量实现阀门系统智能，但不能适用于对于微量内漏与外漏的检测。

因此，现有的核动力装置的反应堆运行过程中使用的阀门，其动作性能、密封性能检测等依靠定期试验的问题，且不能实现强电离辐射环境下的自我智能检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的核动力装置的反应堆运行过程中使用的阀门，其动作性能、密封性能检测等依靠定期试验的问题，且不能实现强电离辐射环境下的自我智能检测。本发明提供了解决上述问题的适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统及控制方法，本发明将阀门自我检测、控制系统集成于阀门本体上，解决了阀门动作性能、密封性能检测等依靠定期试验的问题；本发明设计合理、成本较低、操作方便，可广泛应用于核电、风电、火电、化工、石油等领域。

本发明通过下述技术方案实现：

一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，所述智慧化阀门包括阀门本体、阀门智能探测子系统、阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统，所述阀门智能探测子系统、阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统均集成于所述阀门本体上，且均与总控系统连接；

所述阀门智能探测子系统固定设于所述阀门本体的侧部，所述阀门智慧控制子系统固定设于所述阀门智能探测子系统的侧部，且所述阀门智慧控制子系统通信连接所述阀门智能探测子系统；所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统是一个防护罩体，把所述阀门智能探测子系统、阀门智慧控制子系统套设于其内；所述阀门智能探测子系统、阀门智慧控制子系统、和所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统的接线部位均浸泡于绝缘油中；所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统主要完成阀门智能探测子系统及阀门智慧控制子系统与主控系统间的信息传输，所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统可通过有线连接及无线连接两种方式实现；

当总控系统通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统向所述阀门智慧控制子系统发送阀门监测命令或者阀门使用达到规定时间时，所述阀门智慧控制子系统控制所述阀门智能探测子系统智慧控制对阀门进行检测，并通过参数对比的方式，即可获得阀门是否正常的状态，自动决断采取相应动作策略，并通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统自动反馈给总控系统。

工作原理是：基于现有的核动力装置的反应堆运行过程中使用的阀门，其动作性能、密封性能检测等依靠定期试验的问题，且不能实现强电离辐射环境下的自我智能检测。本发明设计的阀门结构为一体式设计，该阀门包括阀门本体、阀门智能探测子系统、阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统，且阀门智能探测子系统、阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统均布置于阀门本体上，与总控系统的连接为动力线及通讯线；其中，阀门智能探测子系统作为主体检测，阀门智慧控制子系统作为控制子系统，阀门信息通讯及防辐射损伤子系统具备辐射防护的特点，可有效防护电离辐射；当阀门收到自检命令或者达到要求的检测周期时，阀门通过阀门智慧控制子系统进行自我检测，并通过参数对比的方式，即可获得阀门是否正常的状态，自动决断采取相应动作策略，并通过阀门信息通讯及防辐射损伤子系统自动反馈给上级终端(比如，总控系统。所述阀门智能探测子系统、阀门智慧控制子系统、和所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统的接线部位均浸泡于绝缘油中，实现了强电离辐射环境下，电子设备防护作用，保证电子设备可靠性。

本发明的阀门装置系统设计合理，成本较低，操作方便，信号准确且易于读取；本发明将阀门自我检测、控制系统集成于阀门本体上，解决了阀门动作性能、密封性能检测等依靠定期试验的问题；本发明可以应用于可广泛应用于核电、风电、火电、化工、石油等领域。

进一步地，所述阀门智能探测子系统包括探测数据集成模块、应变片、声波发射接收模块、电信号发射接收模块，所述探测数据集成模块固定设于所述阀门本体的侧部；所述应变片、声波发射接收模块、电信号发射接收模块设于所述阀门本体下部的阀体上；这是考虑到高温工况下，应变片、声波发射接收模块、电信号发射接收模块作为检测模块温度过高，避免造成对阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统的影响，因此将应变片、声波发射接收模块、电信号发射接收模块移至阀门本体下部的阀体上，与阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统分开设置，这样不仅切合高温工况下测量的数据更准确，且避免对控制子系统的影响。

所述应变片设于所述阀体的中部，所述声波发射接收模块、电信号发射接收模块设于所述阀体的下部；

所述应变片、声波发射接收模块的检测数据通过电信号发射接收模块传送至探测数据集成模块。

进一步地，所述应变片接收与声波发射接收模块并行检测，并进行电信号发射接收模块运行。

进一步地，所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统包括信息通讯接口、穿线孔及排气孔和绝缘油箱，所述阀门智慧控制子系统通过信息通讯接口连接总控系统；

所述穿线孔及排气孔设于所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统的上部，包括穿线孔和排气孔，所述穿线孔用于设置所述阀门智慧控制子系统的通信线，所述排气孔用于往绝缘油箱中加入绝缘油。

进一步地，所述阀门智慧控制子系统包括依次连接的信息采集模块、决断模块及控制模块；

所述采集模块，用于为控制所述阀门智能探测子系统工作，采集反馈数据并存储；

所述决断模块包括系统状态逻辑决断、阀门状态逻辑决断及阀门动作逻辑决断，其中系统状态逻辑决断，用于通过阀门信息通讯及防辐射损伤子系统传输来系统运行状态，进而确定阀门在服从系统需求方向上应动作方式；阀门状态逻辑决断，是通过处理采集反馈数据，对阀门现行状态及剩余寿命进行决断的逻辑模块；阀门动作逻辑决断，是综合系统状态逻辑决断结果及反面状态逻辑决断结果，对阀门实际动作进行最终确定，并执行该动作。

具体执行时：所述阀门智能探测子系统智慧控制对阀门进行检测的测量数据在所述阀门智慧控制子系统的信息采集模块收集，通过所述阀门智慧控制子系统的决断模块进行判别阀门现处状态，将相应基准参数与采集数据进行对比，确定阀门正常与否，及阀门需采取的相应动作，并通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统发送给总控系统，通过所述阀门智慧控制子系统的控制模块，控制阀门动作。

进一步地，所述阀门本体是包括驱动机构、传动机构、密封机构及位置探测机构的阀门结构，驱动机构可以采用电机，传动机构可以采用阀杆；所述阀门本体采用闸阀、球阀及截止阀中的任意一种。

进一步地，所述阀门智能探测子系统、阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统均集成于所述阀门本体上，且与总控系统通过动力线及通讯线进行连接。

进一步地，所述智慧化阀门应用于各种严苛环境的核电、风电、火电、化工、石油领域，来实现阀门智能与智慧化控制。

另一方面，本发明还提供了一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统的控制方法，该控制方法应用于所述的一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，该控制方法包括监测与智慧控制过程，具体地：

当总控系统通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统向所述阀门智慧控制子系统发送阀门监测命令或者阀门使用达到规定时间时，所述阀门智慧控制子系统控制所述阀门智能探测子系统智慧控制对阀门进行检测，测量数据在所述阀门智慧控制子系统的信息采集模块收集，通过所述阀门智慧控制子系统的决断模块进行判别阀门现处状态，将相应基准参数与采集数据进行对比，确定阀门正常与否，及阀门需采取的相应动作，并通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统发送给总控系统，通过所述阀门智慧控制子系统的控制模块，控制阀门动作。

进一步地，该控制方法还包括校准过程，所述校准过程在所述监测与智慧控制过程之前进行，这是考虑阀门智能探测子系统需要在阀门完好的情况下，因此，对阀门各种工况进行校准，以获得相应基准参数；具体地：

S1：通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统向所述阀门智慧控制子系统发送校准命令，所述阀门智慧控制子系统检测阀门处于的状态；若阀门处于非运行状态，则进行步骤S2，若阀门处于运行状态，则自动设置待阀门处于非运行状态时，自动进行步骤S2；

S2：所述阀门智慧控制子系统自动控制阀门启、闭、半开、25％开情况，同时所述智能探测子系统采集相应基准参数，并于本地存储；且所述阀门自动控制子系统控制对阀门死区进行判定，并通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统传递信息至总控系统。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明设计的阀门结构为一体式设计，该阀门包括阀门本体、阀门智能探测子系统、阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统，且阀门智能探测子系统、阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统均布置于阀门本体上，与总控系统的连接为动力线及通讯线；其中，阀门智能探测子系统作为主体检测，阀门智慧控制子系统作为控制子系统，阀门信息通讯及防辐射损伤子系统具备辐射防护的特点，可有效防护电离辐射；

2、本发明当阀门收到自检命令或者达到要求的检测周期时，阀门通过阀门智慧控制子系统进行自我检测，并通过参数对比的方式，即可获得阀门是否正常的状态，自动决断采取相应动作策略，并通过阀门信息通讯及防辐射损伤子系统自动反馈给上级终端(比如，总控系统。所述阀门智能探测子系统、阀门智慧控制子系统、和所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统的接线部位均浸泡于绝缘油中，实现了强电离辐射环境下，电子设备防护作用，保证电子设备可靠性；

3、本发明考虑到高温工况下，应变片、声波发射接收模块、电信号发射接收模块作为检测模块温度过高，避免造成对阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统的影响，因此将应变片、声波发射接收模块、电信号发射接收模块移至阀门本体下部的阀体上，与阀门智慧控制子系统、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统分开设置，这样不仅切合高温工况下测量的数据更准确，且避免对控制子系统的影响；

4、本发明的阀门装置系统设计合理，成本较低，操作方便，信号准确且易于读取；本发明将阀门自我检测、控制系统集成于阀门本体上，解决了阀门动作性能、密封性能检测等依靠定期试验的问题；本发明可以应用于可广泛应用于核电、风电、火电、化工、石油等领域。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统结构示意图。

图2为本发明阀门智能探测子系统的结构框图。

图3为本发明阀门智慧控制子系统的结构框图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-阀门本体，2-阀门智能探测子系统，20-探测数据集成模块，21-应变片，22-声波发射接收模块，23-电信号发射接收模块，3-阀门智慧控制子系统，30-信息采集模块、31-决断模块，32-控制模块，4-阀门信息通讯及防辐射损伤子系统，40-信息通讯接口，41-穿线孔及排气孔，42-绝缘油箱。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1至图3所示，本发明一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，所述智慧化阀门包括阀门本体1、阀门智能探测子系统2、阀门智慧控制子系统3、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4，所述阀门智能探测子系统2、阀门智慧控制子系统3、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4均集成于所述阀门本体1上，且与控制柜的总控系统通过动力线及通讯线进行连接；

所述阀门智能探测子系统2焊接或者螺栓连接方式固定设于所述阀门本体1的侧部，所述阀门智慧控制子系统3焊接或者插接方式固定设于所述阀门智能探测子系统2的侧部，且所述阀门智慧控制子系统3通信连接所述阀门智能探测子系统2；所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4是一个铅材质的防护罩体，把所述阀门智能探测子系统2、阀门智慧控制子系统3套设于其内；所述阀门智能探测子系统2、阀门智慧控制子系统3、和所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4的接线部位均浸泡于绝缘油中；所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4主要完成阀门智能探测子系统2及阀门智慧控制子系统3与主控系统间的信息传输，所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4可通过有线连接及无线连接两种方式实现；

当总控系统通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4向所述阀门智慧控制子系统3发送阀门监测命令或者阀门使用达到规定时间时，所述阀门智慧控制子系统3控制所述阀门智能探测子系统2智慧控制对阀门进行检测，并通过参数对比的方式，即可获得阀门是否正常的状态，自动决断采取相应动作策略，并通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4自动反馈给总控系统。

具体地：所述阀门本体1是包括驱动机构、传动机构、密封机构及位置探测机构的阀门结构，驱动机构可以采用电机，传动机构可以采用阀杆；所述阀门本体1采用闸阀、球阀及截止阀中的任意一种。

具体地：阀门智能探测子系统2包括阀门密封探测子系统、阀门电控状态探测子系统，其中阀门密封探测子系统基于超声及电信号矩阵探测原理，对阀门密封面进行探测，能有效测量密封面的完整性及密封应力值大小，阀门电控状态探测子系统主要针对阀门电驱动机构及电信号传递机构进行完整性检测。

作为进一步地优选方案，所述阀门智能探测子系统2包括探测数据集成模块20、应变片21、声波发射接收模块22、电信号发射接收模块23，所述探测数据集成模块20固定设于所述阀门本体1的侧部；所述应变片21、声波发射接收模块22、电信号发射接收模块23设于所述阀门本体1下部的阀体上；这是考虑到高温工况下，应变片21、声波发射接收模块22、电信号发射接收模块23作为检测模块温度过高，避免造成对阀门智慧控制子系统3、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4的影响，因此将应变片21、声波发射接收模块22、电信号发射接收模块23移至阀门本体1下部的阀体上，与阀门智慧控制子系统3、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4分开设置，这样不仅切合高温工况下测量的数据更准确，且避免对控制子系统的影响。

所述应变片21设于所述阀体的中部，所述声波发射接收模块22、电信号发射接收模块23设于所述阀体的下部；

所述应变片21、声波发射接收模块22的检测数据通过电信号发射接收模块23传送至探测数据集成模块20。

所述应变片21接收与声波发射接收模块22并行检测，并进行电信号发射接收模块23运行。

具体地：所述阀门智慧控制子系统3包括依次连接的信息采集模块30、决断模块31及控制模块32；

所述采集模块30，用于为控制所述阀门智能探测子系统2工作，采集反馈数据并存储；

所述决断模块31包括系统状态逻辑决断、阀门状态逻辑决断及阀门动作逻辑决断，其中系统状态逻辑决断，用于通过阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4传输来系统运行状态，进而确定阀门在服从系统需求方向上应动作方式；阀门状态逻辑决断，是通过处理采集反馈数据，对阀门现行状态及剩余寿命进行决断的逻辑模块；阀门动作逻辑决断，是综合系统状态逻辑决断结果及反面状态逻辑决断结果，对阀门实际动作进行最终确定，并执行该动作。

实施时：所述阀门智能探测子系统2智慧控制对阀门进行检测的测量数据在所述阀门智慧控制子系统3的信息采集模块30收集，通过所述阀门智慧控制子系统3的决断模块31进行判别阀门现处状态，将相应基准参数与采集数据进行对比，确定阀门正常与否，及阀门需采取的相应动作，并通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4发送给总控系统，通过所述阀门智慧控制子系统3的控制模块32，控制阀门动作。

具体地：所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4主要完成阀门智能探测子系统2及阀门智慧控制子系统3与主控系统间的信息传输，所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4可通过有线连接及无线连接两种方式实现；所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4包括信息通讯接口40、穿线孔及排气孔41和绝缘油箱42，所述阀门智慧控制子系统3通过信息通讯接口40连接总控系统；

所述穿线孔及排气孔41设于所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4的上部，包括穿线孔和排气孔，所述穿线孔用于设置所述阀门智慧控制子系统3的通信线，所述排气孔用于往绝缘油箱42中加入绝缘油。

工作原理是：基于现有的核动力装置的反应堆运行过程中使用的阀门，其动作性能、密封性能检测等依靠定期试验的问题，且不能实现强电离辐射环境下的自我智能检测。本发明设计的阀门结构为一体式设计，该阀门包括阀门本体1、阀门智能探测子系统2、阀门智慧控制子系统3、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4，且阀门智能探测子系统2、阀门智慧控制子系统3、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4均布置于阀门本体1上，与总控系统的连接为动力线及通讯线；其中，阀门智能探测子系统2作为主体检测，阀门智慧控制子系统3作为控制子系统，阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4具备辐射防护的特点，可有效防护电离辐射；当阀门收到自检命令或者达到要求的检测周期时，阀门通过阀门智慧控制子系统3进行自我检测，并通过参数对比的方式，即可获得阀门是否正常的状态，自动决断采取相应动作策略，并通过阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4自动反馈给上级终端(比如，总控系统)。所述阀门智能探测子系统2、阀门智慧控制子系统3、和所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4的接线部位均浸泡于绝缘油中，实现了强电离辐射环境下，电子设备防护作用，保证电子设备可靠性。

本发明通过阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4具备绝缘油箱42设计，实现了强电离辐射环境下，电子设备防护作用，保证电子设备可靠性；本发明通过阀门密封探测子系统基于超声及电信号矩阵探测原理，对阀门密封面进行探测，能有效测量密封面的完整性及密封应力值大小；本发明通过自动瞬时交变控制线缆通断，及电信号发送收集，实现阀门电驱动机构及电信号传递机构进行完整性检测。本发明基于数据融合方法，通过对阀门智能信号的综合决断，确定阀门现行状态及决断剩余寿命；本发明基于系统运行状态参数，通过人工智能及系统操作手册要求，确定阀门联动配合动作方式；本发明通过重要度比例方法，实现不同需求下，阀门实际动作进行决断与控制；本发明通过信息通讯系统，实现子系统与主控系统之间的状态反馈与决断信息传输。

本发明的阀门装置系统设计合理，成本较低，操作方便，信号准确且易于读取；本发明将阀门自我检测、控制系统集成于阀门本体上，解决了阀门动作性能、密封性能检测等依靠定期试验的问题；本发明智慧化阀门应用于各种严苛环境的核电、风电、火电、化工、石油领域，来实现阀门智能与智慧化控制。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供了一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统的控制方法，该控制方法应用于实施例1所述的一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，该控制方法包括监测与智慧控制过程，具体地：

当总控系统通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4向所述阀门智慧控制子系统3发送阀门监测命令或者阀门使用达到规定时间时，所述阀门智慧控制子系统3控制所述阀门智能探测子系统2智慧控制对阀门进行检测，测量数据在所述阀门智慧控制子系统3的信息采集模块30收集，通过所述阀门智慧控制子系统3的决断模块31进行判别阀门现处状态，将相应基准参数与采集数据进行对比，确定阀门正常与否，及阀门需采取的相应动作，并通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4发送给总控系统，通过所述阀门智慧控制子系统3的控制模块32，控制阀门动作。

作为进一步地优选方案，该控制方法还包括校准过程，所述校准过程在所述监测与智慧控制过程之前进行；这是考虑到阀门智能探测子系统2需要在阀门完好的情况下，因此对阀门各种工况进行校准，以获得相应基准参数；具体地：

S1：通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4向所述阀门智慧控制子系统3发送校准命令，所述阀门智慧控制子系统3检测阀门处于的状态；若阀门处于非运行状态，则进行步骤S2，若阀门处于运行状态，则自动设置待阀门处于非运行状态时，自动进行步骤S2；

S2：所述阀门智慧控制子系统3自动控制阀门启、闭、半开、25％开情况，同时所述智能探测子系统2采集相应基准参数，并于本地存储；且所述阀门自动控制子系统3控制对阀门死区进行判定，并通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统4传递信息至总控系统。

本发明基本结构简单，基于信息采集、物理模型及人工智能，经实地校准后，可广泛应用于各种严苛环境，实现阀门智能与智慧化控制，大大降低通讯需求与设备安装调试难度。本发明应用前景广泛，可广泛应用于核电、风电、火电、化工、石油等领域。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，其特征在于，包括阀门本体(1)、阀门智能探测子系统(2)、阀门智慧控制子系统(3)、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)，所述阀门智能探测子系统(2)、阀门智慧控制子系统(3)、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)均集成于所述阀门本体(1)上，且均与总控系统连接；

所述阀门智能探测子系统(2)固定设于所述阀门本体(1)的侧部，所述阀门智慧控制子系统(3)固定设于所述阀门智能探测子系统(2)的侧部，且所述阀门智慧控制子系统(3)通信连接所述阀门智能探测子系统(2)；所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)是一个防护罩体，把所述阀门智能探测子系统(2)、阀门智慧控制子系统(3)套设于其内；所述阀门智能探测子系统(2)、阀门智慧控制子系统(3)、和所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)的接线部位均浸泡于绝缘油中；

当总控系统通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)向所述阀门智慧控制子系统(3)发送阀门监测命令或者阀门使用达到规定时间时，所述阀门智慧控制子系统(3)控制所述阀门智能探测子系统(2)智慧控制对阀门进行检测，并通过参数对比的方式，即可获得阀门是否正常的状态，自动决断采取相应动作策略，并通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)自动反馈给总控系统。

2.根据权利要求1所述的一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，其特征在于，所述阀门智能探测子系统(2)包括探测数据集成模块(20)、应变片(21)、声波发射接收模块(22)、电信号发射接收模块(23)，所述探测数据集成模块(20)固定设于所述阀门本体(1)的侧部；所述应变片(21)、声波发射接收模块(22)、电信号发射接收模块(23)设于所述阀门本体(1)下部的阀体上；

所述应变片(21)设于所述阀体的中部，所述声波发射接收模块(22)、电信号发射接收模块(23)设于所述阀体的下部；

所述应变片(21)、声波发射接收模块(22)的检测数据通过电信号发射接收模块(23)传送至探测数据集成模块(20)。

3.根据权利要求2所述的一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，其特征在于，所述应变片(21)接收与声波发射接收模块(22)并行检测，并进行电信号发射接收模块(23)运行。

4.根据权利要求1所述的一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，其特征在于，所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)包括信息通讯接口(40)、穿线孔及排气孔(41)和绝缘油箱(42)，所述阀门智慧控制子系统(3)通过信息通讯接口(40)连接总控系统；

所述穿线孔及排气孔(41)设于所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)的上部，包括穿线孔、排气孔，所述穿线孔用于设置所述阀门智慧控制子系统(3)的通信线，所述排气孔用于往绝缘油箱(42)中加入绝缘油。

5.根据权利要求1所述的一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，其特征在于，所述阀门智慧控制子系统(3)包括依次连接的信息采集模块(30)、决断模块(31)及控制模块(32)；

所述采集模块(30)，用于为控制所述阀门智能探测子系统(2)工作，采集反馈数据并存储；

所述决断模块(31)包括系统状态逻辑决断、阀门状态逻辑决断及阀门动作逻辑决断，其中系统状态逻辑决断，用于通过阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)传输来系统运行状态，进而确定阀门在服从系统需求方向上应动作方式；阀门状态逻辑决断，是通过处理采集反馈数据，对阀门现行状态及剩余寿命进行决断的逻辑模块；阀门动作逻辑决断，是综合系统状态逻辑决断结果及反面状态逻辑决断结果，对阀门实际动作进行最终确定，并执行该动作。

6.根据权利要求1所述的一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，其特征在于，所述阀门本体(1)是包括驱动机构、传动机构、密封机构及位置探测机构的阀门结构，所述阀门本体(1)采用闸阀、球阀及截止阀中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，其特征在于，所述阀门智能探测子系统(2)、阀门智慧控制子系统(3)、阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)均集成于所述阀门本体(1)上，且与总控系统通过动力线及通讯线进行连接。

8.根据权利要求1所述的一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，其特征在于，所述智慧化阀门系统应用于各种严苛环境的核电、风电、火电、化工、石油领域，来实现阀门智能与智慧化控制。

9.一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统的控制方法，其特征在于，该控制方法应用于如权利要求1至8中任意一项所述的一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统，该控制方法包括监测与智慧控制过程，具体地：

当总控系统通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)向所述阀门智慧控制子系统(3)发送阀门监测命令或者阀门使用达到规定时间时，所述阀门智慧控制子系统(3)控制所述阀门智能探测子系统(2)智慧控制对阀门进行检测，测量数据在所述阀门智慧控制子系统(3)的信息采集模块(30)收集，通过所述阀门智慧控制子系统(3)的决断模块(31)进行判别阀门现处状态，将相应基准参数与采集数据进行对比，确定阀门正常与否，及阀门需采取的相应动作，并通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)发送给总控系统，通过所述阀门智慧控制子系统(3)的控制模块(32)，控制阀门动作。

10.根据权利要求9所述的一种适用于强电离辐射环境下的智慧化阀门系统的控制方法，其特征在于，该控制方法还包括校准过程，所述校准过程在所述监测与智慧控制过程之前进行，具体地：

S1：通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)向所述阀门智慧控制子系统(3)发送校准命令，所述阀门智慧控制子系统(3)检测阀门处于的状态；若阀门处于非运行状态，则进行步骤S2，若阀门处于运行状态，则自动设置待阀门处于非运行状态时，自动进行步骤S2；

S2：所述阀门智慧控制子系统(3)自动控制阀门启、闭、半开、25％开情况，同时所述智能探测子系统(2)采集相应基准参数，并于本地存储；且所述阀门自动控制子系统(3)控制对阀门死区进行判定，并通过所述阀门信息通讯及防辐射损伤子系统(4)传递信息至总控系统。

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