CN202868321U

CN202868321U - 密闭空间蒸汽管道泄漏的声频检测装置

Info

Publication number: CN202868321U
Application number: CN 201220494313
Authority: CN
Inventors: 陈军; 戴莉
Original assignee: NANJING ENGINE AUTOMATION EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: NANJING ENGINE AUTOMATION EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2022-09-26

Abstract

本实用新型是密闭空间蒸汽管道泄漏的声频检测装置，其特征是是声波传导管与声频传感器连接；声频传感器输出端与A/D模拟量信号采集卡输入端连接，A/D模拟量信号采集卡输出端与IPC系统处理单元的第一输入端相接，IPC系统处理单元的信号输出端分别与监听采样器、软件、RS232通讯、打印机相接。优点：对泄漏的特征频谱的抓取更加精确、灵活，使用数字量通讯模式，抗干扰能力强。具有较大的捕捉背景噪声的能力，使监测范围和准确度较传统方式大大增加。广泛适用于各类压力大于常规大气压的管道传输中。装置采用数字通讯，标准线形电源供电，成本更低，实用性更强。

Description

密闭空间蒸汽管道泄漏的声频检测装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种密闭空间蒸汽管道泄漏的声频检测装置，属于管道测控技术领域。

背景技术

在钢厂、铝厂、生物质、石化、供热、发电厂等都有高温高压锅炉管路、加压的气体管路，该管路随着使用寿命的老化，外部气体灰尘的腐蚀和冲刷，管道会发生泄漏现象。管道泄漏后将直接影响锅炉经济与安全，对锅炉产生严重的破坏。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种基于频谱分析的密闭空间蒸汽管道泄漏的声频检测装置，就加压的气体管路和锅炉管路传输中出现的早期泄漏进行监测与管理，取得了良好的经验。

本实用新型的技术解决方案：其特征是声波传导管与声频传感器螺纹连接；声频传感器的信号输出端与A/D模拟量信号采集卡的信号输入端连接， A/D模拟量信号采集卡的信号输出端与IPC系统处理单元的第一信号输入端相接，IPC系统处理单元的第一信号输出端与监听采样器5的信号输入端相接，IPC系统处理单元的第二信号输出端接入软件，软件的信号输出端接I/O开关量输入和模拟量输出的输入端；IPC系统处理单元的第三信号输出端接RS232通讯， IPC系统处理单元的第四信号输出端接打印机。

本实用新型的优点：对泄漏的特征频谱的抓取更加精确、灵活，使用数字量通讯模式，抗干扰能力强。它具有较大的捕捉背景噪声的能力，广泛适用于各类压力大于常规大气压的管道传输中。装置采用数字通讯，标准线形电源供电，成本更低，实用性更强。

附图说明

附图1是密闭空间蒸汽管道泄漏的声频检测装置的结构示意图。

图中的1是声波传导管，2是声频传感器，3是A/D模拟量信号采集卡，4是系统处理单元IPC，5是监听采样器，6是软件，7是I/O开关量输入和模拟量输出，8是RS232通讯，9是打印机。箭头表示是计算机的数据总线流，即各硬件的连接电缆。

具体实施方式

对照附图，其结构是声波传导管1与声频传感器2之间采用螺纹连接；声频传感器2 的信号输出端与A/D模拟量信号采集卡3的信号输入端连接，声频传感器通过屏蔽四芯电缆把电流信号送至A/D模拟量信号采集卡3，A/D模拟量信号采集卡3的信号输出端与IPC系统处理单元4的第一信号输入端相接，A/D模拟量信号采集卡3转换后的数字量信号送入IPC系统处理单元4；IPC系统处理单元4的第一信号输出端与监听采样器5的信号输入端相接，IPC系统处理单元4的第二信号输出端接入软件6，软件的信号输出端接I/O开关量输入和模拟量输出的输入端；IPC系统处理单元分析信号的含义，在软件6的操作下，所有的监测数据都会反映在显示器画面上；其中I/O开关量输入和模拟量输出7通过电缆与报警盘连接传输软件6的监测数据；IPC系统处理单元4的第三信号输出端接RS232通讯8，通过RS232通讯8向外传输，IPC系统处理单元4的第四信号输出端接打印机9，通过打印机9打印监测数据。

所述的声波传导管1，其结构包括无缝钢管、法兰、绝缘体、球阀、三通、气源接口，无缝钢管直接焊接在测量体上，声波传导管的结构分上半部分和下半部分，上半部分和下半部分通过中间的法兰连接，法兰中间加绝缘体隔热防震；声波传导管的下半部分连接了三通和球阀的一端，所述的三通上面是声频传感器的接口通过螺纹连接，用于固定传感器、连接声频传感器2，球阀的另一端连接气源接口，气源接口预留螺纹与气源管路连接。球阀的作用是手动控制气源吹扫和密封声波传导管，防止外界声音的干扰。声波传导管固定在测量体的壁上，用来提供信号通道，使传感器与炉内连通，保证真实采集泄漏所产生的声频信号。

所述的声频传感器2，其结构包括信号器罩、麦克风、噪声源、底座、隔膜，密封圈、外套、内套、上盖，控制处理板、转接板、转接端子、上夹板、下夹板、垫圈、前置放大器模块，防止机组计划外停运，有利于电网负荷调度。防止或减轻二次泄漏造成的破坏。避免传统检漏方法造成的误听、误报现象。避免运行人员现场巡视可能造成的意外事故。防止吹灰器故障损坏受热面管道。缩短炉管泄漏的抢修工期，减轻劳动强度。减轻二次泄漏造成的设备损失。提高机组的可利用率。监视吹灰器运行工况，有利于锅炉预防性检修。可适用于火力发电机组的电站锅炉，实时检测炉内水冷壁、过热器、再热器、省煤器受热面管道的早期泄漏及有效监测吹灰运行工况。

所述的A/D模拟量信号采集卡3，乃是一款PCI总线的隔离高速模拟量输入卡，它提供了32个模拟量输入通道，采样频率可达100KS/S,12位分辨率及2500VDC的直流隔离保护，同时将采集到的声频信号转换为数字量信号，方便计算机处理。

所述的IPC系统处理单元4，其主要包括工控计算机，系统软件Windows XP,应用软件等。

所述的监听采样器5，其结构主要包括32位通道输入电流电压变换器、地址控制、互锁电路、32点输入隔离控制模块、第二级运算放大器、功率放大器；其采用声频传感器采集炉内声音及频率信号，对信号进行快速傅里叶变换（FFT）和频谱分析，辨别背景信号和泄漏信号，一旦捕捉泄漏信号将延时跟踪分析，信号达到阈值后将发出报警。此外，该装置还能有效地监测吹灰器的运行工况。

所述的软件6，将采集到的炉膛信息转换成数字和图形形式显示出来并通过发出报警信号提示泄漏，其显示出的画面包括实时棒图、实时趋势和频谱画面、堵灰状态指示画面、监听画面、报警记录画面、历史趋势和频谱画面、打印设置画面、系统配置和设置画面。

所述的I/O开关量输入和模拟量输出7，8路隔离数字量输入/8路继电器输出卡。其作用是输入吹灰屏蔽信号开关量，通过继电器开关实现泄漏报警，自检和电磁阀输出。

所述的RS232通讯8，密闭空间蒸汽管道泄漏的声频检测装置与DCS的通信在两机建立电气连接后，开始通信。在DCS操作站上,由DCS组态完成画面显示，泄漏检测主机发送画面显示所需的实时数据，发送间隔为3秒钟；DCS操作站（或I/O站）在后台持续接收实时数据，并根据实时数据构造的自己历史数据库，供查询模式下查看历史状况。通信遵循RS-485标准。

所述的打印机9，可打印出软件6所显示的组态画面。

本装置指标

灵敏度：>25mV/Pa；能检测>1mm的微小泄漏,>2*105Pa压力；

分辨率：最佳隔离范围可达半径为6米的半球范围内；

检测范围：半径≤6米半球空间；

工作温度：-25℃～＋105℃；

连续运行时间：＞ 30000小时；

测点数：64-160路；

历史追忆时间：≥12个月。

Claims

1.密闭空间蒸汽管道泄漏的声频检测装置，其特征是声波传导管与声频传感器螺纹连接；声频传感器的信号输出端与A/D模拟量信号采集卡的信号输入端连接，A/D模拟量信号采集卡的信号输出端与IPC系统处理单元的第一信号输入端相接，IPC系统处理单元的第一信号输出端与监听采样器（5）的信号输入端相接，IPC系统处理单元的第二信号输出端接入软件，软件的信号输出端接I/O开关量输入和模拟量输出的输入端；IPC系统处理单元的第三信号输出端接RS232通讯， IPC系统处理单元的第四信号输出端接打印机。

2.根据权利要求1所述的密闭空间蒸汽管道泄漏的声频检测装置，其特征是所述的声波传导管的结构分上半部分和下半部分，上半部分和下半部分通过法兰连接，法兰中间是绝缘体；声波传导管的下半部分连接三通和球阀的一端，三通上面是声频传感器的接口，球阀的另一端连接气源接口，气源接口预留螺纹与气源管路连接。

3.根据权利要求1所述的密闭空间蒸汽管道泄漏的声频检测装置，其特征是所述的A/D模拟量信号采集卡有32个模拟量输入通道，采样频率达100KS/S,12位分辨率及2500VDC的直流隔离。

4.根据权利要求1所述的密闭空间蒸汽管道泄漏的声频检测装置，其特征是所述的监听采样器的结构包括32位通道输入电流电压变换器、地址控制、互锁电路、32点输入隔离控制模块、第二级运算放大器、功率放大器。