CN117406642A - 一种电厂阀门的监控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电厂阀门的监控装置及方法，监控装置包括监控主机，监控主机安装在监控室内，监控主机前侧面安装监测显示屏和报警指示灯组，监控主机后侧安装电源线和数据线接口，监控主机内腔安装控制电路板，还包括监测传感器组，监测传感器组安装在电厂阀门上，监测传感器组与监控主机连接，本发明工作原理简单，智能化程度高，能够实现对电厂阀门的开合度、阀门压力、阀门温度和阀门泄漏信号进行实时监控，无需人工监控，一旦监测到异常信号，能够立即发出报警信号，同时关闭阀门，确保安全。

Description

一种电厂阀门的监控装置及方法

技术领域

本发明涉及阀门监控技术领域，具体为一种电厂阀门的监控装置及方法。

背景技术

火力发电是利用燃烧燃料(煤、石油及其制品、天然气等)所得到的热能发电。火力发电的发电机组有两种主要形式：利用锅炉产生高温高压蒸汽冲动汽轮机旋转带动发电机发电，称为汽轮发电机组；燃料进入燃气轮机将热能直接转换为机械能驱动发电机发电，称为燃气轮机发电机组。火力发电厂通常是指以汽轮发电机组为主的发电厂。

火力发电厂主要由四大关键部件组成，即锅炉、汽轮机、凝汽器、发电机。燃料燃烧将化学能转换为热能加热锅炉中的水成蒸汽，然后蒸汽热能推动汽轮机做功，将热能转化为机械能，然后机械能通过发电机转化为电能，从而完成整个发电过程。

阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数(温度、压力和流量)的管路附件。根据其功能，可分为关断阀、止回阀、调节阀等。阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。

火力发电厂管道上使用的阀门需要实时监控，目前的监控装置一般采用摄像头进行监控，其监控项目单元，监控效率低，无法确保安全，因此，有必要进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电厂阀门的监控装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电厂阀门的监控装置，监控装置包括监控主机，监控主机安装在监控室内，所述监控主机前侧面安装监测显示屏和报警指示灯组，所述监控主机后侧安装电源线和数据线接口，所述监控主机内腔安装控制电路板；

还包括监测传感器组，所述监测传感器组安装在电厂阀门上，所述监测传感器组与监控主机连接。

优选的，本申请提供的一种电厂阀门的监控装置，其中，所述监测传感器组包括阀门开合度传感器、阀门压力传感器、阀门温度传感器、阀门碰撞传感器和阀门泄漏传感器；其中，阀门开合度传感器用于采集阀门开合度信号；阀门压力传感器用于采集阀门的压力值；阀门温度传感器用于采集阀门的工作温度；阀门碰撞传感器用于采集阀门是否受到撞击信号；阀门泄漏传感器用于采集阀门的泄漏信号。

优选的，本申请提供的一种电厂阀门的监控装置，其中，所述控制电路板上安装中央处理器、传感信号采集放大单元、信号传输单元、显示单元、报警单元、执行控制单元和无线信号传输单元。所述传感信号采集放大单元输入端分别连接阀门开合度传感器、阀门压力传感器、阀门温度传感器、阀门碰撞传感器和阀门泄漏传感器，所述传感信号采集放大单元输出端通过信号传输单元连接中央处理器，所述显示单元、报警单元分别连接中央处理器，所述中央处理器通过执行控制单元连接阀门控制器，所述中央处理器通过无线信号传输单元连接云端服务器；其中，所述传感信号采集放大单元用于对采集的传感信号进行精准放大；所述执行控制单元用于接收中央处理器发出的控制指令用于驱动阀门控制器控制阀门开闭。

优选的，本申请提供的一种电厂阀门的监控装置，其中，所述传感信号采集放大单元包括运算放大器，所述运算放大器正极输入端连接电阻A一端，电阻A另一端接信号采集端，所述运算放大器负极输入端通过电容接地，所述运算放大器控制端通过电阻B连接运算放大器输出端，所述运算放大器输出端通过电阻C连接信号输出端。

优选的，本申请提供的一种电厂阀门的监控装置，其中，还包括监控摄像头，所述监控摄像头安装于阀门上方，且所述监控摄像头正对阀门，所述监控摄像头与中央处理器连接。

优选的，本申请提供的一种电厂阀门的监控装置，其中，所述云端服务器中设置存储单元、匹配单元、识别分析单元、预警单元和主控单元，所述主控单元分别连接存储单元、匹配单元、识别分析单元和预警单元。

优选的，本申请提供的一种电厂阀门的监控装置，其中，所述无线信号传输单元采用Zigbee通讯模块，所述Zigbee通讯模块包括Zigbee智能网关、Zigbee信号放大模块和Zigbee智能设备，所述Zigbee智能网关通过Zigbee信号放大模块连接Zigbee智能设备；所述Zigbee信号放大模块包括Zigbee信号接收单元、信号滤波降噪单元和Zigbee信号发送单元，所述Zigbee信号接收单元通过信号滤波降噪单元连接Zigbee信号发送单元。

优选的，本申请提供的一种电厂阀门的监控装置，其中，其使用方法包括以下步骤：

A、将传感器组与监控主机连接；传感器组实时采集阀门开合度、阀门压力、阀门温度、阀门碰撞和阀门泄漏信号；

B、传感信号采集单元对采集的传感信号精准放大后传输至中央处理器；

C、同时，监控摄像头采集阀门的外观图像并传输至中央处理器；

D、中央处理器对接收的信号进行处理后上传至云端服务器进行识别和判断；

E、一旦监测到异常传感信号或异常图像信号，中央处理器立即向执行控制单元发出控制指令；

F、执行控制单元控制阀门控制器工作，阀门控制器控制阀门进行及时关闭确保安全。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明工作原理简单，智能化程度高，能够实现对电厂阀门的开合度、阀门压力、阀门温度和阀门泄漏信号进行实时监控，无需人工监控，一旦监测到异常信号，能够立即发出报警信号，

同时关闭阀门，确保安全。

(2)本发明采用的传感信号采集放大单元能够对采集的传感信号精准放大，进一步提高监控效率和精度。

(3)本发明中的云服务器能够对采集的传感信号和图像信号进行识别、分析判断和预警，一旦匹配到异常信号能够立即反馈。

(4)本发明采用的无线信号传输单元能够实现对无线传输信号的精准放大，抗干扰能力强，进而提高监控效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明控制原理框图；

图3为本发明传感信号采集放大单元电路图；

图4为本发明云端服务器原理框图；

图5为本发明无线信号传输单元原理框图；

图6为本发明工作流程图；

图中：监控主机1、监测显示屏2、报警指示灯组3、阀门开合度传感器4、阀门压力传感器5、阀门温度传感器6、阀门碰撞传感器7、阀门泄漏传感器8、中央处理器9、传感信号采集放大单元10、信号传输单元11、显示单元12、报警单元13、执行控制单元14、无线信号传输单元15、阀门控制器16、云端服务器17、运算放大器18、电容19、监控摄像头20、存储单元21、匹配单元22、识别分析单元23、预警单元24、主控单元25、Zigbee智能网关26、Zigbee信号放大模块27、Zigbee智能设备28、Zigbee信号接收单元29、信号滤波降噪单元30和Zigbee信号发送单元31。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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做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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种电厂阀门的监控装置，监控装置包括监控主机1，监控主机1安装在监控室内，所述监控主机1前侧面安装监测显示屏2和报警指示灯组3，所述监控主机1后侧安装电源线和数据线接口，所述监控主机1内腔安装控制电路板；

还包括监测传感器组，所述监测传感器组安装在电厂阀门上，所述监测传感器组与监控主机1连接；所述监测传感器组包括阀门开合度传感器4、阀门压力传感器5、阀门温度传感器6、阀门碰撞传感器7和阀门泄漏传感器8；其中，阀门开合度传感器用于采集阀门开合度信号；阀门压力传感器用于采集阀门的压力值；阀门温度传感器用于采集阀门的工作温度；阀门碰撞传感器用于采集阀门是否受到撞击信号；阀门泄漏传感器用于采集阀门的泄漏信号。

本发明中，控制电路板上安装中央处理器9、传感信号采集放大单元10、信号传输单元11、显示单元12、报警单元13、执行控制单元14和无线信号传输单元15，所述传感信号采集放大单元10输入端分别连接阀门开合度传感器4、阀门压力传感器5、阀门温度传感器6、阀门碰撞传感器7和阀门泄漏传感器8，所述传感信号采集放大单元10输出端通过信号传输单元11连接中央处理器9，所述显示单元12、报警单元13分别连接中央处理器9，所述中央处理器9通过执行控制单元14连接阀门控制器16，所述中央处理器9通过无线信号传输单元15连接云端服务器17；其中，所述传感信号采集放大单元用于对采集的传感信号进行精准放大；所述执行控制单元用于接收中央处理器发出的控制指令用于驱动阀门控制器控制阀门开闭；还包括监控摄像头20，所述监控摄像头20安装于阀门上方，且所述监控摄像头20正对阀门，所述监控摄像头20与中央处理器9连接。

其中，传感信号采集放大单元10包括运算放大器18，所述运算放大器18正极输入端连接电阻A1a一端，电阻A1a另一端接信号采集端，所述运算放大器18负极输入端通过电容19接地，所述运算放大器18控制端通过电阻B2a连接运算放大器18输出端，所述运算放大器18输出端通过电阻C3a连接信号输出端。本发明采用的传感信号采集放大单元能够对采集的传感信号精准放大，进一步提高监控效率和精度。

本发明中，云端服务器17中设置存储单元21、匹配单元22、识别分析单元23、预警单元24和主控单元25，所述主控单元25分别连接存储单元21、匹配单元22、识别分析单元23和预警单元24。本发明中的云服务器能够对采集的传感信号和图像信号进行识别、分析判断和预警，一旦匹配到异常信号能够立即反馈。

此外，本发明中，无线信号传输单元15采用Zigbee通讯模块，所述Zigbee通讯模块包括Zigbee智能网关26、Zigbee信号放大模块27和Zigbee智能设备28，所述Zigbee智能网关26通过Zigbee信号放大模块27连接Zigbee智能设备28；所述Zigbee信号放大模块27包括Zigbee信号接收单元29、信号滤波降噪单元30和Zigbee信号发送单元31，所述Zigbee信号接收单元29通过信号滤波降噪单元30连接Zigbee信号发送单元31。本发明采用的无线信号传输单元能够实现对无线传输信号的精准放大，抗干扰能力强，进而提高监控效率。

工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：

A、将传感器组与监控主机连接；传感器组实时采集阀门开合度、阀门压力、阀门温度、阀门碰撞和阀门泄漏信号；

B、传感信号采集单元对采集的传感信号精准放大后传输至中央处理器；

C、同时，监控摄像头采集阀门的外观图像并传输至中央处理器；

D、中央处理器对接收的信号进行处理后上传至云端服务器进行识别和判断；

E、一旦监测到异常传感信号或异常图像信号，中央处理器立即向执行控制单元发出控制指令；

F、执行控制单元控制阀门控制器工作，阀门控制器控制阀门进行及时关闭确保安全。

综上所述，本发明工作原理简单，智能化程度高，能够实现对电厂阀门的开合度、阀门压力、阀门温度和阀门泄漏信号进行实时监控，无需人工监控，一旦监测到异常信号，能够立即发出报警信号，同时关闭阀门，确保安全。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书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、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种电厂阀门的监控装置，监控装置包括监控主机(1)，监控主机(1)安装在监控室内，其特征在于：所述监控主机(1)前侧面安装监测显示屏(2)和报警指示灯组(3)，所述监控主机(1)后侧安装电源线和数据线接口，所述监控主机(1)内腔安装控制电路板；

还包括监测传感器组，所述监测传感器组安装在电厂阀门上，所述监测传感器组与监控主机(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种电厂阀门的监控装置，其特征在于：所述监测传感器组包括阀门开合度传感器(4)、阀门压力传感器(5)、阀门温度传感器(6)、阀门碰撞传感器(7)和阀门泄漏传感器(8)；其中，阀门开合度传感器用于采集阀门开合度信号；阀门压力传感器用于采集阀门的压力值；阀门温度传感器用于采集阀门的工作温度；阀门碰撞传感器用于采集阀门是否受到撞击信号；阀门泄漏传感器用于采集阀门的泄漏信号。

3.根据权利要求1所述的一种电厂阀门的监控装置，其特征在于：所述控制电路板上安装中央处理器(9)、传感信号采集放大单元(10)、信号传输单元(11)、显示单元(12)、报警单元(13)、执行控制单元(14)和无线信号传输单元(15)，所述传感信号采集放大单元(10)输入端分别连接阀门开合度传感器(4)、阀门压力传感器(5)、阀门温度传感器(6)、阀门碰撞传感器(7)和阀门泄漏传感器(8)，所述传感信号采集放大单元(10)输出端通过信号传输单元(11)连接中央处理器(9)，所述显示单元(12)、报警单元(13)分别连接中央处理器(9)，所述中央处理器(9)通过执行控制单元(14)连接阀门控制器(16)，所述中央处理器(9)通过无线信号传输单元(15)连接云端服务器(17)；其中，所述传感信号采集放大单元用于对采集的传感信号进行精准放大；所述执行控制单元用于接收中央处理器发出的控制指令用于驱动阀门控制器控制阀门开闭。

4.根据权利要求1所述的一种电厂阀门的监控装置，其特征在于：所述传感信号采集放大单元(10)包括运算放大器(18)，所述运算放大器(18)正极输入端连接电阻A(1a)一端，电阻A(1a)另一端接信号采集端，所述运算放大器(18)负极输入端通过电容(19)接地，所述运算放大器(18)控制端通过电阻B(2a)连接运算放大器(18)输出端，所述运算放大器(18)输出端通过电阻C(3a)连接信号输出端。

5.根据权利要求1所述的一种电厂阀门的监控装置，其特征在于：还包括监控摄像头(20)，所述监控摄像头(20)安装于阀门上方，且所述监控摄像头(20)正对阀门，所述监控摄像头(20)与中央处理器(9)连接。

6.根据权利要求1所述的一种电厂阀门的监控装置，其特征在于：所述云端服务器(17)中设置存储单元(21)、匹配单元(22)、识别分析单元(23)、预警单元(24)和主控单元(25)，所述主控单元(25)分别连接存储单元(21)、匹配单元(22)、识别分析单元(23)和预警单元(24)。

7.根据权利要求1所述的一种电厂阀门的监控装置，其特征在于：所述无线信号传输单元(15)采用Zigbee通讯模块，所述Zigbee通讯模块包括Zigbee智能网关(26)、Zigbee信号放大模块(27)和Zigbee智能设备(28)，所述Zigbee智能网关(26)通过Zigbee信号放大模块(27)连接Zigbee智能设备(28)；所述Zigbee信号放大模块(27)包括Zigbee信号接收单元(29)、信号滤波降噪单元(30)和Zigbee信号发送单元(31)，所述Zigbee信号接收单元(29)通过信号滤波降噪单元(30)连接Zigbee信号发送单元(31)。

8.实现权利要求1所述的一种电厂阀门的监控装置的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：

A、将传感器组与监控主机连接；传感器组实时采集阀门开合度、阀门压力、阀门温度、阀门碰撞和阀门泄漏信号；

B、传感信号采集单元对采集的传感信号精准放大后传输至中央处理器；

C、同时，监控摄像头采集阀门的外观图像并传输至中央处理器；

D、中央处理器对接收的信号进行处理后上传至云端服务器进行识别和判断；

E、一旦监测到异常传感信号或异常图像信号，中央处理器立即向执行控制单元发出控制指令；

F、执行控制单元控制阀门控制器工作，阀门控制器控制阀门进行及时关闭确保安全。