CN115111529B - 用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法及系统,首先判断低温杜瓦处于常压贮存或带压贮存模式;再获取当前内容器充满率、实时监测低温杜瓦基础参数,所述基础参数包括内容器温度、内容器压力、放空阀出口流量中的一种或多种;通过所述基础参数判断在当前内容器充满率下夹层真空度是否超出设置阈值;若是,发出报警信息。本发明提供用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法及系统,以解决现有技术中的真空度监测手段容易对真空夹层造成干扰的问题,实现在不改变真空夹层固有结构的前提下,对低温杜瓦的夹层真空度进行实时预警的目的。
Description
技术领域
本发明涉及低温贮存容器领域,具体涉及用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法及系统。
背景技术
近年来随着低温技术的发展,低温液体在生物医疗、能源交通、深潜航天、高端制造等领域的应用愈加普遍。高真空多层绝热低温杜瓦作为贮存、运输低温液体的有效载体,其拥有优异的绝热性能,能最大限度地避免低温液体的蒸发损耗,在当今的生产、生活中得到了广泛应用。现有技术中,高真空多层绝热低温杜瓦的结构主要包括内容器、外容器、介于内容器与外容器间的真空绝热夹层。其中,内容器中配置有气体抽取管、液体充装管、加热管(用于自增压操作)等;真空绝热夹层中布置有绝热支撑结构和多层绝热结构。多层绝热结构由具有高反射率、低发射率的反射层和具有低导热系数的间隔层交替组合而成,其布置于内容器的外表面且处于真空绝热夹层内,起到热防护和低温绝热的作用。
多层绝热结构对低温杜瓦夹层内的真空度要求较高,真空度的大小直接影响多层绝热结构的绝热效果。以常规的低温杜瓦为例,当真空夹层压力小于1millitorr(0.1333Pa)时,多层绝热结构具有优异的绝热性能,热流密度均小于1W/m2;伴随着真空环境的恶化,特别当真空夹层压力处于1millitorr至1000millitorr区间时,热流密度开始急剧升高,从近似1W/m2升高至100W/m2。因此,低温杜瓦的夹层真空失效,会引发多层绝热结构热流密度增大、漏热量增加,进而使低温液体剧烈蒸发,导致内容器压力激增。本案发明人对比了某立式100L高真空多层绝热低温杜瓦,在夹层真空良好、夹层真空失效两种条件下的压升率,通过对比结果可知,当夹层真空度为10-3Pa、充满率为70%、且带压贮存时,低温杜瓦内容器压力从0MPa升至0.06MPa(表压)所需时间为60分钟;但当夹层真空度为103Pa、充满率为70%、且带压贮存时,低温杜瓦内容器压力从0MPa升至0.06MPa(表压)仅为13分钟。这更加验证了低温杜瓦的夹层真空失效将导致压升率增大,使容器内低温液体在较短时间快速蒸发,内容器压力激增,进而引发安全隐患。
综上所述,为了保证高真空多层绝热低温杜瓦的正常使用、避免安全事故的发生,对于夹层真空度的监测报警是十分必要的。基于此,现有技术中也出现了一些在线监测技术,但是现有的监测技术大都是在夹层内部设置真空传感器或真空切断阀甚至是真空规管、热电偶等设备,并通过信号传输方式进行监测,这类监测方式容易破坏低温杜瓦的真空夹层内部结构、严重时甚至会对夹层内的真空度造成干扰(由于电器元件的发热等原因)。因此,亟需一种能够在不改变真空夹层固有结构的前提下,对低温杜瓦的夹层真空度进行实时监控并预警的方法。
发明内容
本发明提供用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法及系统,以解决现有技术中的真空度监测手段容易对真空夹层造成干扰的问题,实现在不改变真空夹层固有结构的前提下,对低温杜瓦的夹层真空度进行实时预警的目的。
本发明通过下述技术方案实现:
用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法,包括:
判断低温杜瓦处于常压贮存或带压贮存模式;
获取当前内容器充满率;
实时监测低温杜瓦基础参数,所述基础参数包括内容器温度、内容器压力、放空阀出口流量中的一种或多种;
通过所述基础参数判断在当前内容器充满率下夹层真空度是否超出设置阈值;若是,发出报警信息。
针对现有技术中难以在不改变真空夹层固有结构的前提下,对低温杜瓦的夹层真空度进行预警的问题,本发明首先提出一种用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法。对于低温杜瓦而言,常压贮存与带压贮存为其两种工作模式,根据其内部贮存的低温液体类型和具体工况进行适应性选择,本方法首先判断低温杜瓦的当前工作模式是常压贮存模式还是带压贮存模式,然后获取当前的内容器充满率,即内容器内液体体积占内容器总容积的比例。之后对低温杜瓦的基础参数进行实时监测,本申请中的基础参数包括:内容器温度、内容器压力、放空阀出口流量中的一种或多种,具体包括哪些参数可根据低温杜瓦的工作模式而定。本方法通过实时监测当前模式下所需的基础参数,并在当前内容器充满率下,判断该基础参数的值,以基础参数作为指标来判断夹层真空度是否超出设置阈值,若任一基础参数超过了设定阈值,则认定该低温杜瓦的夹层已经出现真空失效现象,立即发出报警信息,提示工作人员尽快维护处理。
本方法的预警原理在于利用真空失效后,相关基础参数会随夹层内压力升高而发生改变,且该改变具有随时间变化的一定趋势性,因此本方法通过判断基础参数的变化来间接识别夹层真空度的失效情况,由于以内容器温度、内容器压力、放空阀出口流量为代表的基础参数均可以在不改变现有低温杜瓦结构的前提下实现在线监测,因此本申请也实现了在不改变真空夹层固有结构的前提下,对低温杜瓦的夹层真空度进行实时预警的目的,相较于现有技术中直接测量夹层内真空度的方式而言,避免了对夹层结构的破坏和干扰,有利于提高低温杜瓦的使用寿命和工作稳定性;并且,常规的低温杜瓦即可直接采用本方法进行真空度在线监测,改造成本极低且适用性极强,因此本方法具有较强的商业运用价值。
进一步的,当低温杜瓦处于常压贮存模式时,所述基础参数为内容器温度、放空阀出口流量;当低温杜瓦处于带压贮存模式时,所述基础参数为内容器温度、内容器压力。
本方案实质上是以内容器内部的温度和压力变化作为判断夹层真空度的基础参数。其中,作为本领域公知常识,低温杜瓦在常压贮存模式下时,其内部始终与外界大气压连通,因此本方案通过放空阀出口流量来表征内容器的压力变化,使得本方法能够同时满足常压贮存、带压贮存两种工作模式,可适用于液氮、液氧等低温液体的贮存、也可适用于其余有毒有害的液态化工原料的低温贮存,具有极强的通用性。并且由于本方法无需改变/破坏现有结构,因此在贮存有毒有害化工原料时,还具有更好的安全性能。
进一步的,获取当前内容器充满率的方法包括:采用低温液位传感器监测内容器液位高度,通过液位高度计算内容器充满率。
对于低温杜瓦而言,其容积是已知的,因此通过液位高度即可求解其内容器充满率。本方案优选的采用低温液位传感器,以适应低温杜瓦的内部环境。
进一步的,在低温杜瓦的内容器内部安装温度传感器,用于实时监测内容器温度;
在低温杜瓦的内容器上安装压力传感器,用于实时监测内容器压力;
在低温杜瓦放空阀的出口端安装气体流量计,用于实时监测放空阀出口流量。
可以看出,本方案仅需通过温度传感器、压力传感器、气体流量计的安装,即可使得传统的低温杜瓦也能够使用本方法进行夹层真空度预警。
进一步的,通过所述基础参数判断在当前内容器充满率下夹层真空度是否超出设置阈值的方法包括:
若任一基础参数的实时监测值,超出该基础参数在当前或接近的内容器充满率下的设定范围,则认为夹层真空度超出设置阈值。
本方案提前为各基础参数设置在不同内容器充满率下的设定范围,当基础参数处于该设定范围内时,认为该基础参数处于正常状态,因此可判定夹层真空度正常、未超出设置阈值;反之,当基础参数超出该设定范围时,认为该基础参数处于异常状态,因此可判定夹层真空失效、真空度超出设置阈值。其中需要说明的是,由于本方案在实际操作过程中难以做到穷举所有充满率下各基础参数的设定范围,因此在实际对比时,是在与当前的实际充满率相同或最接近的预设充满率下进行对比;经本案发明人实验证实,此种对比方式误差较小,能够满足工程运用上对于夹层真空度的预警需求,预警误差在时长几秒范围内,不影响工程运用。
进一步的,所述设定范围通过如下方法获得:
设置低温杜瓦的内容器充满率至指定值;
保持低温杜瓦的夹层真空度等于所述设置阈值,监测各基础参数的变化情况,监测时长不低于80min;
以时间为横坐标、基础参数为纵坐标,绘制各基础参数关于时间的变化曲线;
从所述变化曲线两端向横坐标轴作垂线,以所述变化曲线、横坐标轴以及两段垂线围绕而成的封闭区域作为当前内容器充满率下的设定范围。
本方案给出了在指定充满率下的设定范围获取方法,通过本方法更换不同的内容器充满率,即可得到所有需要的内容器充满率下的各基础参数的设定范围。
具体的,首先将低温杜瓦的内容器充满率调整至指定值,然后设置夹层真空度,使其等于设置阈值,其中夹层真空度可通过真空传感器等现有技术进行调控,然后开始监测各基础参数的变化情况,监测时长至少保持80min,其原因在于发明人在实验过程中发现,随着漏热的增加,低温液体受热蒸发,气体体积流量极速升高且短时间内达到最大值,随后发生小幅度回降,最终气体流量达到相对稳定水平,本方案设置至少80min的监测时长是为了保证放空阀出口流量能够达到前述相对稳定水平,充分保证对所有基础参数变化情况的准确获取。之后,根据获取的各基础参数的变化情况,以时间为横坐标、基础参数为纵坐标,建立二维坐标系,分别绘制各基础参数关于时间的变化曲线,然后再以该曲线以及曲线下方区域作为预设的设定范围共后续对比使用。可以看出,本方案可以得到各基础参数在各内容器充满率下的对比图版,在后续的预警监测过程中,将实施监测的数值直接与对应图版进行比对即可,并且对于指定液体、在指定型号的低温杜瓦下,只需进行一次本方案的获取步骤,即可将结果广泛使用,因此本方案所记载的步骤完全可以依靠低温杜瓦的厂家完成并推广至各用户,更加提高了本申请的商业运用价值和经济效益。
用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警系统,包括:
监测模块,用于监测低温杜瓦的内容器温度、内容器压力、液位高度、放空阀出口流量;
人机交互模块,用于设定低温杜瓦处于常压贮存或带压贮存模式;
充满率模块,用于根据所述液位高度计算内容器充满率;
常压贮存模块,用于在常压贮存时将所述内容器温度、放空阀出口流量发送至控制器;
带压贮存模块,用于在带压贮存时将所述内容器温度、内容器压力发送至控制器;
控制器,用于根据常压贮存模块或带压贮存模块的输入数据,判断在当前内容器充满率下夹层真空度是否超出设置阈值;
报警器,用于在夹层真空度超出设置阈值时发出警报信息。
进一步的,当低温杜瓦处于常压贮存模式时,所述控制器判断内容器温度、放空阀出口流量在当前或接近的内容器充满率下是否至少一项超出设定范围:若是,则认为夹层真空度超出设置阈值;
当低温杜瓦处于带压贮存模式时,所述控制器判断内容器温度、内容器压力在当前或接近的内容器充满率下是否至少一项超出设定范围:若是,则认为夹层真空度超出设置阈值。
进一步的,所述设定范围通过如下方法获得:
设置低温杜瓦的内容器充满率至指定值;
保持低温杜瓦的夹层真空度等于所述设置阈值,监测各基础参数的变化情况,监测时长不低于80min;
以时间为横坐标、基础参数为纵坐标,绘制各基础参数关于时间的变化曲线;
从所述变化曲线两端向横坐标轴作垂线,以所述变化曲线、横坐标轴以及两段垂线围绕而成的封闭区域作为当前内容器充满率下的设定范围。
进一步的,所述设置阈值为1Pa。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本发明用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法及系统,利用真空失效后相关基础参数会随夹层内压力升高而发生改变、且该改变具有随时间变化的一定趋势性的特性,通过判断基础参数的变化来间接识别夹层真空度的失效情况,实现了在不改变真空夹层固有结构的前提下,对低温杜瓦的夹层真空度进行实时预警的目的,相较于现有技术中直接测量夹层内真空度的方式而言,避免了对夹层结构的破坏和干扰,有利于提高低温杜瓦的使用寿命和工作稳定性。
2、本发明用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法及系统,常规的低温杜瓦即可直接采用本申请的方法和系统进行真空度在线监测,改造成本极低且适用性极强,具有较强的商业运用价值。
3、本发明用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法及系统,能够同时满足常压贮存、带压贮存两种工作模式,可适用于液氮、液氧等常规低温液体的贮存、也可适用于其余有毒有害的液态化工原料的低温贮存,具有极强的通用性,并且在贮存有毒有害化工原料时,还具有更好的安全性能。
4、本发明用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法及系统,预警误差较小,能够满足工程运用上对于夹层真空度的预警需求。
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为本发明具体实施例的流程示意图;
图2为本发明具体实施例的系统运行原理图;
图3为本发明具体实施例的系统结构图;
图4为本发明具体实施例在常压贮存模式时,在三种不同的内容器充满率下的内容器温度变化图;
图5为本发明具体实施例在常压贮存模式时,在三种不同的内容器充满率下的放空阀出口流量变化图;
图6为本发明具体实施例在带压贮存模式时,在三种不同的内容器充满率下的内容器温度变化图;
图7为本发明具体实施例在带压贮存模式时,在三种不同的内容器充满率下的内容器压力变化图。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-外壳,2-内容器,3-真空绝热夹层,4-多层绝热结构,5-温度传感器,6-低温液位传感器。
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。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“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描述,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申请保护范围的限制。
实施例1:
用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法,包括:
判断低温杜瓦处于常压贮存或带压贮存模式;
获取当前内容器充满率;
实时监测低温杜瓦基础参数:当低温杜瓦处于常压贮存模式时,所述基础参数为内容器温度、放空阀出口流量;当低温杜瓦处于带压贮存模式时,所述基础参数为内容器温度、内容器压力。
通过所述基础参数判断在当前内容器充满率下夹层真空度是否超出设置阈值;若是,发出报警信息。
其中,获取当前内容器充满率的方法包括:采用低温液位传感器监测内容器液位高度,通过液位高度计算内容器充满率。
其中,各基础参数的监测方法为:在低温杜瓦的内容器内部安装温度传感器,用于实时监测内容器温度;在低温杜瓦的内容器上安装压力传感器,用于实时监测内容器压力;在低温杜瓦放空阀的出口端安装气体流量计,用于实时监测放空阀出口流量。
本实施例的具体判定逻辑如图1所示。
实施例2:
用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警方法,在实施例1的基础上,通过基础参数判断在当前内容器充满率下夹层真空度是否超出设置阈值的方法包括:若任一基础参数的实时监测值,超出该基础参数在当前或接近的内容器充满率下的设定范围,则认为夹层真空度超出设置阈值。
本实施例中的设定范围通过如下方法获得:
设置低温杜瓦的内容器充满率至指定值;
保持低温杜瓦的夹层真空度等于所述设置阈值,监测各基础参数的变化情况,监测时长不低于80min;
以时间为横坐标、基础参数为纵坐标,绘制各基础参数关于时间的变化曲线;
从所述变化曲线两端向横坐标轴作垂线,以所述变化曲线、横坐标轴以及两段垂线围绕而成的封闭区域作为当前内容器充满率下的设定范围。
实施例3:
用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警系统,包括:
监测模块,用于监测低温杜瓦的内容器温度、内容器压力、液位高度、放空阀出口流量;
人机交互模块,用于设定低温杜瓦处于常压贮存或带压贮存模式;
充满率模块,用于根据所述液位高度计算内容器充满率;
常压贮存模块,用于在常压贮存时将所述内容器温度、放空阀出口流量发送至控制器;
带压贮存模块,用于在带压贮存时将所述内容器温度、内容器压力发送至控制器;
控制器,用于根据常压贮存模块或带压贮存模块的输入数据,判断在当前内容器充满率下夹层真空度是否超出设置阈值;
报警器,用于在夹层真空度超出设置阈值时发出警报信息。
如图3所示,本系统在低温杜瓦处于常压贮存模式时,所述控制器判断内容器温度、放空阀出口流量在当前或接近的内容器充满率下是否至少一项超出设定范围:若是,则认为夹层真空度超出设置阈值;在低温杜瓦处于带压贮存模式时,所述控制器判断内容器温度、内容器压力在当前或接近的内容器充满率下是否至少一项超出设定范围:若是,则认为夹层真空度超出设置阈值。
本系统中,前述设定范围通过如下方法获得:
设置低温杜瓦的内容器充满率至指定值;
保持低温杜瓦的夹层真空度等于所述设置阈值,监测各基础参数的变化情况,监测时长不低于80min;
以时间为横坐标、基础参数为纵坐标,绘制各基础参数关于时间的变化曲线;
从所述变化曲线两端向横坐标轴作垂线,以所述变化曲线、横坐标轴以及两段垂线围绕而成的封闭区域作为当前内容器充满率下的设定范围。
本实施例中的设置阈值优选为1Pa,即以附图4-图7中,真空度为100Pa的曲线所代表。
本实施例以如图3所示的立式100L高真空多层绝热低温杜瓦为例、贮存液体为液氮进行说明,图3所示结构可用于执行如实施例1或实施例2中所记载的方法。图3中,MFM代表气体流量计、P代表压力表、T代表温度表、BL代表低温液位表。
当本实施例的低温杜瓦处于常压贮存模式时:
控制器实时将监测的内容器温度与图4进行对比。图4给出了预先获得的、在三种不同的内容器充满率下的内容器温度变化图。从图4中可以看出,当常压贮存且夹层真空度良好时,由于系统稳定和热平衡,低温杜瓦内容器中的温度始终趋于稳定;在发生真空失效后,由于漏热的增加,温度开始出现波动且逐渐增大。在1Pa的设置阈值下,本实施例用于对比内容器温度的设定范围即是图4中的阴影部分,若从内容器温度开始波动开始计时,在对应时间下的内容器温度超出该阴影部分,则控制报警器发出警报;
同时,控制器实时将监测的放空阀出口流量与图5进行对比。图5给出了预先获得的、在三种不同的内容器充满率下的放空阀出口流量变化图。从图5中可以看出,当常压贮存且夹层真空度良好时,由于系统稳定和热平衡,从低温杜瓦放空阀排出的气体体积流量始终处于较低水平且相对稳定;在发生真空失效后,由于漏热的增加,低温液体受热蒸发,气体体积流量极速升高且短时间内达到最大值,随后发生小幅度回降,最终气体流量达到相对稳定水平,但仍显著大于绝热夹层真空良好条件下的低温液体汽化蒸发流量值。在1Pa的设置阈值下,本实施例用于对比放空阀出口流量的设定范围即是图5中的阴影部分,若从放空阀出口流量开始波动开始计时,在对应时间下的放空阀出口流量超出该阴影部分,则控制报警器发出警报。
在更为优选的实施方式中,在常压贮存模式下的判断过程除了上述图版对比方法外,还可采用数值计算对比的方式;表1给出了本实施例在常压贮存模式下,在三种不同内容器充满率下,内容器温度、放空阀出口流量随时间变化公式,若在对应或接近的内容器充满率下,实际监测的内容器温度T、放空阀出口流量Q,大于对应公式代入时间t后的计算值,则控制报警器发出警报。
表1
当本实施例的低温杜瓦处于带压贮存模式时:
控制器实时将监测的内容器温度与图6进行对比。图6给出了预先获得的、在三种不同的内容器充满率下的内容器温度变化图。在1Pa的设置阈值下,本实施例用于对比内容器温度的设定范围即是图6中的阴影部分,若从内容器温度开始波动开始计时,在对应时间下的内容器温度超出该阴影部分,则控制报警器发出警报;
同时,控制器实时将监测的内容器压力与图7进行对比。图7给出了预先获得的、在三种不同的内容器充满率下的内容器压力变化图。从图7中可以看出,当带压贮存且为非自增压使用状态时,在夹层真空度良好状态下,气相空间压力缓慢增大;但当真空失效后,内容器中压力等随之变化剧烈。真空失效程度越深,压升速率也伴随真空失效的加剧而显著提高。在1Pa的设置阈值下,本实施例用于对比内容器压力的设定范围即是图7中的阴影部分,若从内容器压力开始波动开始计时,在对应时间下的内容器压力超出该阴影部分,则控制报警器发出警报。
在更为优选的实施方式中,在带压贮存模式下的判断过程除了上述图版对比方法外,还可采用数值计算对比的方式;表2给出了本实施例在带压贮存模式下,在三种不同内容器充满率下,内容器温度、内容器压力随时间变化公式,若在对应或接近的内容器充满率下,实际监测的内容器温度T、内容器压力P,大于对应公式代入时间t后的计算值,则控制报警器发出警报。
表2
需要说明的是,本实施例仅示意性地给出了在30%、50%、70%三种内容器充满率下的设定范围,本申请的方法/系统在具体运用时,可根据实际情况,在控制器内预设更多、更细化的内容器充满率下的设定范围。优选的,以5%为间隔等间距提前预设,在进行实际预警时,首先判断当前的内容器充满率是否等于或近似等于(如误差在10%以内)某个预设的内容器充满率,若是,则以该内容器充满率所对应的设定范围进行对比;若否,则以距实际内容器充满率最接近的预设充满率所对应的设定范围进行对比,如控制器内预存有40%、45%充满率下的设定范围,而实际内容器充满率为43%,则以45%的内容器充满率所对应的设定范围进行对比。
实施例4:
一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例1或实施例2所记载的方法步骤。
其中,所述计算机程序包括计算机程序代码、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读取介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存储器、点载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。
示例性的,所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或多个模块/单元被存储在所述存储器中,并由所述处理器执行,以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述上述计算机程序在装置/终端设备中的执行过程。
本实施例中的处理器可以是中央处理器(CPU,Central Processing Unit),还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit)、现成可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块和/或本申请所需的设定范围,所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的数据,实现夹层真空度监控报警系统的各种功能。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器、还可以包括非易失性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘,智能存储卡,安全数字卡,闪存卡、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其它易失性固态存储器件。
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。
需要说明的是,在本文中,诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体,意在涵盖非排它性的包含,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它要素,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。此外,在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下,可以是直接相连,也可以是经由其它部件间接相连。
Claims (4)
1.用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警系统,其特征在于,包括:
监测模块,用于监测低温杜瓦的内容器温度、内容器压力、液位高度、放空阀出口流量;其中:采用低温液位传感器监测内容器液位高度;在低温杜瓦的内容器内部安装温度传感器,用于实时监测内容器温度;在低温杜瓦的内容器上安装压力传感器,用于实时监测内容器压力;在低温杜瓦放空阀的出口端安装气体流量计,用于实时监测放空阀出口流量;
人机交互模块,用于设定低温杜瓦处于常压贮存或带压贮存模式;
充满率模块,用于根据所述液位高度计算内容器充满率;
常压贮存模块,用于在常压贮存时将所述内容器温度、放空阀出口流量发送至控制器;
带压贮存模块,用于在带压贮存时将所述内容器温度、内容器压力发送至控制器;
控制器,用于根据常压贮存模块或带压贮存模块的输入数据,判断在当前内容器充满率下夹层真空度是否超出设置阈值;
报警器,用于在夹层真空度超出设置阈值时发出警报信息;
基于所述夹层真空度监控报警系统的夹层真空度监控报警方法包括:
判断低温杜瓦处于常压贮存或带压贮存模式;
获取当前内容器充满率;
实时监测低温杜瓦基础参数,所述基础参数包括内容器温度、内容器压力、放空阀出口流量中的一种或多种;
通过所述基础参数判断在当前内容器充满率下夹层真空度是否超出设置阈值;若是,发出报警信息:
在常压贮存模式下,若在对应或接近的内容器充满率下,实际监测的内容器温度、放空阀出口流量,大于如下公式代入时间t后的计算值,则控制报警器发出警报:
内容器充满率=30%,T=151.31613+0.02194×t,Q=0.19499+3.5365E-4×t;
内容器充满率=50%,T=119.17136+0.02857×t,Q=0.21898+3.05417E-4×t;
内容器充满率=70%,T=78.04395+0.01696×t,Q=0.28353+3.55581E-5×t;
在带压贮存模式下,若在对应或接近的内容器充满率下,实际监测的内容器温度、内容器压力,大于如下公式代入时间t后的计算值,则控制报警器发出警报:
内容器充满率=30%,T=143.5492+0.11834×t,P=0.00159+8.20923E-4×t;
内容器充满率=50%,T=116.50817+0.11734×t,P=0.00484+8.38947E-4×t;
内容器充满率=70%,T=80.88014+0.07585×t,P=0.00976+0.00113×t。
2.根据权利要求1所述的用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警系统,其特征在于,
当低温杜瓦处于常压贮存模式时,所述控制器判断内容器温度、放空阀出口流量在当前或接近的内容器充满率下是否至少一项超出设定范围:若是,则认为夹层真空度超出设置阈值;
当低温杜瓦处于带压贮存模式时,所述控制器判断内容器温度、内容器压力在当前或接近的内容器充满率下是否至少一项超出设定范围:若是,则认为夹层真空度超出设置阈值。
3.根据权利要求2所述的用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警系统,其特征在于,所述设定范围通过如下方法获得:
设置低温杜瓦的内容器充满率至指定值;
保持低温杜瓦的夹层真空度等于所述设置阈值,监测各基础参数的变化情况,监测时长不低于80min;
以时间为横坐标、基础参数为纵坐标,绘制各基础参数关于时间的变化曲线;
从所述变化曲线两端向横坐标轴作垂线,以所述变化曲线、横坐标轴以及两段垂线围绕而成的封闭区域作为当前内容器充满率下的设定范围。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的用于低温杜瓦的夹层真空度监控报警系统,其特征在于,所述设置阈值为1Pa。
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