CN207162140U - 一种基于LabVIEW的管道监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于LabVIEW的管道监测设备，包括：串口初始化装置、数据读取装置、数据处理装置和数据显示装置。串口初始化装置与数据读取装置相连接，串口初始化装置对VISA串口进行数据初始化设置。数据读取装置通过VISA串口读取第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据。数据读取装置与数据处理装置相连接，数据处理装置对数据进行优化处理，生成对应的数值信息和曲线信息，当数值信息超过预定的安全范围时，启动报警。数据处理装置与数据显示装置相连接，数据显示装置显示数值信息和曲线信息。该技术方案缓解了现有技术存在的管道监测方式复杂、监测效率低的技术问题，简化了现有管道数据监测设备，提高了管道数据监测的效率。

Description

一种基于LabVIEW的管道监测设备

技术领域

本实用新型涉及管道运行管理技术领域，尤其是涉及一种基于LabVIEW的管道监测设备。

背景技术

目前，管道的正常运行的前提是管道监测结果合格、管道未出现泄漏的情况。在管道进行实际运输的时候，常常会由于外部或者内部因素发生管道泄漏。管道发生故障的原因多为自然灾害所造成的管道丢失，此外，随着管道服役时间的增长，管道表面会受到各种介质的腐蚀或其它破坏，最终造成财产损失和引发环境污染。无论是哪种原因引发的管道故障，都会导致不同程度的危险，因此在实际运输中如果没有及时发现这些问题，后果将不堪设想。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在工业现场中，通常采用工控机采集管道数据，工控机能够对采集的数据进行实时的数据分析和显示，但现有的工控机的成本较高，安装复杂，用户需要通过复杂的连线完成设备的安装，且监测操作复杂，对监测人员的技术要求高，其普遍适用性较差，难以满足用户的多样化的需求，因此，现有技术存在管道监测方式复杂、监测效率低的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于LabVIEW的管道监测设备，以缓解现有技术存在的管道监测方式复杂、监测效率低的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种基于LabVIEW的管道监测设备，包括：串口初始化装置、数据读取装置、数据处理装置和数据显示装置；

串口初始化装置与数据读取装置相连接，串口初始化装置对VISA串口所对应的资源名称、波特率、数据比特、奇偶校验、停止位和流控制进行数据初始化设置；

数据读取装置通过VISA串口读取下位机采集的管道的第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据；

数据读取装置的输出端与数据处理装置的输入端相连接，数据处理装置对第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据进行优化处理，分别生成对应于第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据的数值信息和曲线信息，当数值信息超过预定的安全范围时，启动报警；

数据处理装置的输出端与数据显示装置的输入端相连接，数据显示装置显示数值信息和曲线信息。

本实用新型实施例提供了第一种可能的实施方式，其中，数据处理装置具体包括：数据生成装置和报警装置；

数据生成装置的输入端与数据读取装置的输出端相连接，报警装置的输入端与数据生成装置的输出端相连接；

数据生成装置对第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据进行优化处理，分别生成对应于第一温度数据的第一温度数值和第一温度曲线、对应于第二温度数据的第二温度数值和第二温度曲线、对应于流量数据的流量数值和流量曲线，以及对应于压力数据的压力数值和压力曲线；

当第一温度数值、第二温度数值、流量数值和压力数值超过预定的安全范围时，报警装置启动报警。

结合第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二种可能的实施方式，其中，数据生成装置包括：数值生成装置和曲线生成装置；

数据读取装置的输出端与数值生成装置的输入端相连接，数值生成装置的输出端与曲线生成装置的输入端相连接；

数值生成装置分别生成对应于第一温度数据的第一温度数值、对应于第二温度数据的第二温度数值、对应于流量数据的流量数值，以及对应于压力数据的压力数值；

曲线生成装置分别生成对应于第一温度数值的第一温度曲线、对应于第二温度数值的第二温度曲线、对应于流量数值的流量曲线以及对应于压力数值的压力曲线。

本实用新型实施例提供了第三种可能的实施方式，其中，还包括：与数据处理装置相连接的数据存储装置；

数据存储装置生成对应于数值信息的数据文本，将数据文本存储至文件保存路径中。

结合第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第四种可能的实施方式，其中，还包括：与数据存储装置相连接的数据查询装置；

数据查询装置读取并显示文件保存路径中的数据文本。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例所提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备，包括：串口初始化装置、数据读取装置、数据处理装置和数据显示装置。串口初始化装置与数据读取装置相连接，串口初始化装置对VISA串口所对应的资源名称、波特率、数据比特、奇偶校验、停止位和流控制进行数据初始化设置。数据读取装置通过VISA串口读取下位机采集的管道的第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据。数据读取装置的输出端与数据处理装置的输入端相连接，数据处理装置对第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据进行优化处理，分别生成对应于第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据的数值信息和曲线信息，当数值信息超过预定的安全范围时，启动报警。数据处理装置的输出端与数据显示装置的输入端相连接，数据显示装置显示数值信息和曲线信息。该技术方案通过采用将LabVIEW应用于管道数据的实时监测的技术，简化了现有管道数据监测设备，实现了管道数据的直观醒目的体现，方便监测人员根据监测结果进行及时的维护响应，提高了管道数据监测的效率，降低了监测人员对于管道数据监测的技术要求，从而降低了管道数据的监测难度和成本，进而缓解了现有技术存在的管道监测方式复杂、监测效率低的技术问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备的界面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备的原理图。

图标：

100-串口初始化装置；200-数据读取装置；300-数据处理装置；310-数据生成装置；311-数值生成装置；312-曲线生成装置；320-报警装置；400-数据显示装置；500-数据存储装置；600-数据查询装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

目前，在工业现场中，通常采用工控机采集管道数据，工控机能够对采集的数据进行实时的数据分析和显示，但现有的工控机的成本较高，安装复杂，用户需要通过复杂的连线完成设备的安装，且监测操作复杂，对监测人员的技术要求高，其普遍适用性较差，难以满足用户的多样化的需求，基于此，本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备，可以简化现有的管道数据监测设备，实现管道数据的直观醒目的体现，提高管道数据监测的效率，降低管道数据的监测难度和成本。

参见图1，本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备的结构示意图。本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备，包括：串口初始化装置100、数据读取装置200、数据处理装置300和数据显示装置400。

串口初始化装置与数据读取装置相连接，串口初始化装置对VISA串口所对应的资源名称、波特率、数据比特、奇偶校验、停止位和流控制进行数据初始化设置。其中，资源名称可根据用户需求自定义进行选择，波特率和数据比特的设定参照下位机的数据采集设备的输出串口参数，奇偶校验默认为无，停止位可根据用户需求自定义设定，流控制默认为无，串口初始化是采用VISA串口实现数据正常通讯的基础，通过对VISA串口进行初始化，保证了数据传输的可靠性和稳定性，避免数据误处理。

数据读取装置通过VISA串口读取下位机采集的管道的第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据。下位机采集数据时采用间隔采样周期的方式对同一数据采集点进行重复采集。采集到的数据一般为瞬时值，也可以是某段时间内的均值或特征值。数据读取装置读取的上述数据为如压力、温度、流量等物理量转化的电信号，该电信号可以是模拟量或数字量。下位机分别为设置在管道内部的第一温度传感器、第二温度传感器、流量计和压力计。其中，第一温度采集点与第二温度采集点分别设置于管道内间隔一定距离的内壁上，第一温度传感器和第二温度传感器均为广州市科工自动化科技生产的KG-HT-DV01型温度变送器，第一温度传感器和第二温度传感器分别对管道内部的温度进行实时监测，并生成第一温度数据和第二温度数据。流量计采用上海自动化仪表生产的CN321A型流量计，流量计对流经管道内部的运输介质进行流量统计，并生成流量数据。压力计采用麦克传感器公司生产的AP402型压力变送器，压力计对管道内部的压力进行实时监测，并生成压力数据。数据读取装置的输入端通过已完成初始化的VISA串口分别读取第一温度传感器、第二温度传感器、流量计和压力计对应生成的第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据。

数据读取装置的输出端与数据处理装置的输入端相连接，数据处理装置对第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据进行优化处理，分别生成对应于第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据的数值信息和曲线信息，当数值信息超过预定的安全范围时，启动报警。

具体的，本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备中，数据处理装置300具体包括：数据生成装置310和报警装置320。

数据生成装置的输入端与数据读取装置的输出端相连接，报警装置的输入端与数据生成装置的输出端相连接。

数据生成装置对第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据进行优化处理，分别生成对应于第一温度数据的第一温度数值和第一温度曲线、对应于第二温度数据的第二温度数值和第二温度曲线、对应于流量数据的流量数值和流量曲线，以及对应于压力数据的压力数值和压力曲线。数据生成装置采用CC2530芯片，接收数据读取装置获得的第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据，由于下位机自身的不稳定性，需要数据生成装置对数据进行降噪优化。其中，第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据的降噪优化可采用多种方式：如移动平均法、傅里叶变换滤波法或小波分析法，数据生成装置通过对数据的降噪优化，减小了数据中波动因素的影响，提供有效的实时监测数据。数据生成装置将完成优化的数据生成对应于原数据的数值信息和曲线信息，数值信息具有准确性高的特点，曲线信息具有形象直观的特点。参见图2，本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备的界面示意图。具体的，数据生成装置根据优化完成的第一温度数据生成第一温度数值和第一温度曲线，数据生成装置还根据优化完成的第二温度数据生成第二温度数值和第二温度曲线，第一温度数值和第二温度数值均采用温度表刻度指示，第一温度曲线和第二温度曲线的横坐标均为监测时长，纵坐标分别为第一温度数值和第二温度数值，第一温度曲线和第二温度曲线同时显示在具有同一坐标系的界面中。数据生成装置根据优化完成的流量数据生成流量数值和流量曲线，数据生成装置根据优化完成的压力数据生成压力数值和压力曲线，流量数值和压力数值采用仪表指针表示，数值信息的读数精准，流量曲线和压力曲线的横坐标为时间，纵坐标分别为流量和压力值，曲线信息的观察结果直观，便于监测人员及时发现管道问题。

进一步的，参见图3，本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备的原理图。本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备中，数据生成装置310包括：数值生成装置311和曲线生成装置312。

数据读取装置的输出端与数值生成装置的输入端相连接，数值生成装置的输出端与曲线生成装置的输入端相连接。

数值生成装置分别生成对应于第一温度数据的第一温度数值、对应于第二温度数据的第二温度数值、对应于流量数据的流量数值，以及对应于压力数据的压力数值。具体的，CC2530芯片中的数值生成装置将数据读取装置获得的第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据进行降噪优化处理，减小了数据中波动因素的影响，提供有效的实时监测数据。数值生成装置根据优化完成的第一温度数据生成第一温度数值，数值生成装置还根据优化完成的第二温度数据生成第二温度数值，第一温度数值和第二温度数值均采用温度表刻度指示，量程为0～50℃，数据准确性高。数据生成装置根据优化完成的流量数据生成流量数值，数据生成装置根据优化完成的压力数据生成压力数值，流量数值和压力数值采用仪表指针表示，数值信息的读数精准。

曲线生成装置分别生成对应于第一温度数值的第一温度曲线、对应于第二温度数值的第二温度曲线、对应于流量数值的流量曲线以及对应于压力数值的压力曲线。具体的，数值生成装置根据优化完成的第一温度数值生成第一温度曲线，数值生成装置还根据优化完成的第二温度数值生成第二温度曲线，第一温度曲线和第二温度曲线的横坐标均为监测时长，纵坐标分别为第一温度数值和第二温度数值，第一温度曲线和第二温度曲线同时显示在具有同一坐标系的显示界面中，便于监测人员实现温度的对比，观察温度的突变，当第一温度数值和第二温度数值的差值在安全范围之内时，管道处于正常运输状态，当第一温度数值和第二温度数值的差值出现明显增大或减小时，管道处于不稳定环境中，需要监测人员及时通知维护人员进行管道检修，避免检修延误造成的管道故障。曲线生成装置根据优化完成的流量数值生成流量曲线，曲线生成装置根据优化完成的压力数值生成压力曲线，流量曲线和压力曲线的横坐标均为时间，时间的最小分度值根据实际应用分别设定，纵坐标分别为流量和压力值，流量曲线和压力曲线分别显示在具有不同坐标系的显示界面中，曲线信息的观察结果直观，便于监测人员及时发现管道问题。

当第一温度数值、第二温度数值、流量数值和压力数值超过预定的安全范围时，报警装置启动报警。具体的，具体的，CC2530芯片中设置有报警装置，监测人员可根据管道的运行环境在报警装置中设置数值信息的安全范围，以实现对管道运行状况的合理监测。其中，报警装置中分别对第一温度数值、第二温度数值、流量数值和压力数值进行判断，判断其是否处于安全范围之内，具体的，本实用新型实施例中报警装置预设的温度安全范围为0～30℃，流量安全范围为0～4.5m³/h，压力安全范围为0～0.9MPa，报警装置中还连接有报警灯，当数值信息中任一项或几项参数出现超过预定的安全范围的情况时，对应数值信息的报警灯点亮且为红色，管道情况出现异常，监测人员根据报警灯及时安排相关人员检修；当数值信息均在安全范围之内时，对应数值信息的报警灯点亮且为绿色，管道处于正常运行状态。

数据处理装置的输出端与数据显示装置的输入端相连接，数据显示装置显示数值信息和曲线信息。其中，数值信息为第一温度数值、第二温度数值、流量数值和压力数值，曲线信息为第一温度曲线、第二温度曲线、流量曲线和压力曲线，数据显示装置将第一温度曲线和第二温度曲线同时显示在同一坐标系中，便于监测人员实现温度的对比，观察温度的突变，数据显示装置还将流量曲线和压力曲线分别显示在具有不同坐标系的显示界面中，曲线信息的观察结果直观，便于监测人员及时发现管道问题。

本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备，还包括：与数据处理装置相连接的数据存储装置500。

数据存储装置生成对应于数值信息的数据文本，将数据文本存储至文件保存路径中。具体的，数据存储装置接收数据生成装置生成的数值信息，包括第一温度数值、第二温度数值、流量数值和压力数值，数据存储装置将上述数值信息存储到其内部的存储器中，同时存储对应于数值信息的数据生成时间，数据生成时间与数值信息共同组成了数据文本，数据文本表征了监测过程中的历史数据，用户自定义设定数据文本存储的路径为文件保存路径，监测数据的存储便于监测人员对与监测过程的掌握与分析，是监测人员对监测状态进行判断的重要依据。

本实用新型实施例提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备，还包括：与数据存储装置相连接的数据查询装置600。

数据查询装置读取并显示文件保存路径中的数据文本。监测人员通过选择前述的文件保存路径，进而对所需要查询的数据文本进行选择，查询的数据文本表征了监测过程中的历史数据，数据文本以表格的形式体现在界面中，数据文本的查询为后期维修人员的检修与故障排查提供了可靠的理论参考。

本实用新型实施例所提供的一种基于LabVIEW的管道监测设备，包括：串口初始化装置、数据读取装置、数据处理装置和数据显示装置。串口初始化装置与数据读取装置相连接，串口初始化装置对VISA串口所对应的资源名称、波特率、数据比特、奇偶校验、停止位和流控制进行数据初始化设置。数据读取装置通过VISA串口读取下位机采集的管道的第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据。数据读取装置的输出端与数据处理装置的输入端相连接，数据处理装置对第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据进行优化处理，分别生成对应于第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据的数值信息和曲线信息，当数值信息超过预定的安全范围时，启动报警。数据处理装置的输出端与数据显示装置的输入端相连接，数据显示装置显示数值信息和曲线信息。该技术方案通过采用将LabVIEW应用于管道数据的实时监测的技术，简化了现有管道数据监测设备，实现了管道数据的直观醒目的体现，方便监测人员根据监测结果进行及时的维护响应，提高了管道数据监测的效率，降低了监测人员对于管道数据监测的技术要求，从而降低了管道数据的监测难度和成本，进而缓解了现有技术存在的管道监测方式复杂、监测效率低的技术问题。

在本实用新型实施例的描述中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于LabVIEW的管道监测设备，其特征在于，包括：串口初始化装置、数据读取装置、数据处理装置和数据显示装置；

所述串口初始化装置与所述数据读取装置相连接，所述串口初始化装置对VISA串口所对应的资源名称、波特率、数据比特、奇偶校验、停止位和流控制进行数据初始化设置；

所述数据读取装置通过所述VISA串口读取下位机采集的管道的第一温度数据、第二温度数据、流量数据和压力数据；

所述数据读取装置的输出端与所述数据处理装置的输入端相连接，所述数据处理装置对所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述流量数据和所述压力数据进行优化处理，分别生成对应于所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述流量数据和所述压力数据的数值信息和曲线信息，当所述数值信息超过预定的安全范围时，启动报警；

所述数据处理装置的输出端与所述数据显示装置的输入端相连接，所述数据显示装置显示所述数值信息和所述曲线信息。

2.根据权利要求1所述的管道监测设备，其特征在于，所述数据处理装置具体包括：数据生成装置和报警装置；

所述数据生成装置的输入端与所述数据读取装置的输出端相连接，所述报警装置的输入端与所述数据生成装置的输出端相连接；

所述数据生成装置对所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述流量数据和所述压力数据进行优化处理，分别生成对应于所述第一温度数据的第一温度数值和第一温度曲线、对应于所述第二温度数据的第二温度数值和第二温度曲线、对应于所述流量数据的流量数值和流量曲线，以及对应于所述压力数据的压力数值和压力曲线；

当所述第一温度数值、所述第二温度数值、所述流量数值和所述压力数值超过预定的安全范围时，所述报警装置启动报警。

3.根据权利要求2所述的管道监测设备，其特征在于，所述数据生成装置包括：数值生成装置和曲线生成装置；

所述数据读取装置的输出端与所述数值生成装置的输入端相连接，所述数值生成装置的输出端与所述曲线生成装置的输入端相连接；

所述数值生成装置分别生成对应于所述第一温度数据的第一温度数值、对应于所述第二温度数据的第二温度数值、对应于所述流量数据的流量数值，以及对应于所述压力数据的压力数值；

所述曲线生成装置分别生成对应于所述第一温度数值的第一温度曲线、对应于所述第二温度数值的第二温度曲线、对应于所述流量数值的流量曲线以及对应于所述压力数值的压力曲线。

4.根据权利要求1所述的管道监测设备，其特征在于，还包括：与所述数据处理装置相连接的数据存储装置；

所述数据存储装置生成对应于所述数值信息的数据文本，将所述数据文本存储至文件保存路径中。

5.根据权利要求4所述的管道监测设备，其特征在于，还包括：与所述数据存储装置相连接的数据查询装置；

所述数据查询装置读取并显示所述文件保存路径中的所述数据文本。