CN208216925U - 船舶滤器智能监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船舶滤器智能监测仪，包括滤器前压力管和后压力管；用以提取滤器前、后压力的传感器单元，所述传感器单元包括连接前压力管的滤器前压力传感器以及连接后压力管的滤器后压力传感器；连接所述传感器单元、用以提取所述传感器单元采集的各参数并进行相应处理的智能变送器；接收所述智能变送器发送的参数信息并进行转换、计算以得到滤器工作状态信息并将所述状态信息送至滤器显示屏的数据处理单元；以及对滤器状态信息进行可视化处理的滤器显示屏。本实用新型依据滤器进出口常规的温度和压力参数，能实时地对滤器的工作状态进行显示并通过通信接口，将滤器相关的状态值和工作参数推送到远程。

Description

船舶滤器智能监测仪

技术领域

本实用新型涉及船舶运行状态监测技术领域，具体说涉及一种船舶滤器智能监测仪。

背景技术

船用滤器是船舶管路系统中一个重要组件，起到滤除流体中杂质、保护系统中的运行设备或部件的作用，能够防止管路堵塞、防止运动部件过度磨损等。随着流通过程中杂质在滤器表面的不断沉积，滤器后流体的工作压力降低，滤器的通流量也随之减少，当滤器压力或通流量减少到一定程度后，将影响整个系统的工作性能下降或工作异常，此时就需要对滤器进行清洗，清除滤器表面的沉积物，恢复滤器后的压力和通流量。目前，滤器的清洗周期都是由船舶设备管理人员，根据各自的工作经验确定的，这样，由于管理人员的经验和不同状态流体特性的影响，都会造成滤器清洗不及时而导致的系统工作性能的下降和引起部件的过度磨损。同时，随着船舶设备智能化的发展，滤器脏污度(通流量、压差)和清洗周期等数字化信息的本地显示和远程输出也符合船舶智能化、无人化的发展需求。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的是要提供一种能够实现船舶滤器工作状态实时监测和显示的智能化设备，同时该设备可以通过滤器脏污度预测和调整清洗时间，提高了船舶滤器系统工作的可靠性。

一种船舶滤器智能监测仪，其特征在于包括：

滤器前压力管和后压力管；

用以提取滤器前、后压力的传感器单元，所述传感器单元包括连接前压力管的滤器前压力传感器以及连接后压力管的滤器后压力传感器；

连接所述传感器单元、用以提取所述传感器单元采集的各参数并进行相应处理的智能变送器；

接收所述智能变送器发送的参数信息并进行转换、计算以得到滤器工作状态信息并将所述状态信息送至滤器显示屏的数据处理单元；

以及对滤器状态信息进行可视化处理的滤器显示屏。

进一步地，所述数据处理单元包括通信控制模块、信号采集模块、输入模块、输出模块以及存储计算模块；所述通信控制模块用以与外部实现信息交互，包括网线接口、串口、总线接口及无线通信组件；所述信号采集模块的数据采集端连接所述智能变送器的输出端，用以提取实测数据；所述输出模块的输出端连接所述滤器显示屏的输入端。

进一步地，所述智能监测仪还包括用与外部设备建立通信连接的通信接口，所述通信接口与所述通信控制模块连接。

进一步地，所述智能监测仪还包括外接键盘和USB接口，所述键盘和USB接口与所述输入模块连接。

通过上述技术方案，本实用新型公开的船舶滤波器智能监测仪依据滤器进出口常规的温度和压力参数，能实时地系统采集的工作参数以数字化或图形化的形式，在滤器状态显示屏上显示，实时地提醒轮机管理人员对滤器的维护工作；同时，通过安装其中的通信控制模块，将滤器相关的状态值和工作参数推送到远程，便于在远程实施对滤器的状态监测和性能分析，同时也适应智能船舶或无人驾驶船舶对船舶设备智能化的需求。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本实用新型系统模块图；

图2为本实用新型安装方式示意图；

图3为本实用新型数据处理单元功能框图。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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的描述：

如图1所示：一种船舶滤器智能监测仪，其特征在于包括：滤器前压力管和后压力管；用以提取滤器前、后压力的传感器单元，所述传感器单元包括连接前压力管的滤器前压力传感器以及连接后压力管的滤器后压力传感器；连接所述传感器单元、用以提取所述传感器单元采集的各参数并进行相应处理的智能变送器；接收所述智能变送器发送的参数信息并进行转换、计算以得到滤器工作状态信息并将所述状态信息送至滤器显示屏的数据处理单元；以及对滤器状态信息进行可视化处理的滤器显示屏。

具体地，船用滤器智能监测仪上有两个接入压力管，分别为前压力管和后压力管，其中前压力管与滤器的输入管路连接；后压力管与滤器的输出管路连接。从滤器的进、出口管路上，通过常规的压力管分别引出滤器进出口压力，并连接到船用滤器智能监测仪的前压力管和后压力管上，用于将滤器的前、后压力引入到船用滤器智能监测仪的压力传感器的输入接口中。其具体的安装方式如图2所示，上述传感器都集成在滤器智能检测仪中与管路相连。另外取样点位置根据实际情况选定。

安装于船用滤器智能监测仪内部的高精度压力传感器有两个，分别为感知滤器前压力的滤器前压力传感器和感知滤器后压力的滤器后压力传感器。滤器前压力传感器与前压力管连接，用于感知滤器前管路的压力；滤器后压力传感器与后压力管连接，用于感知滤器出口管路的压力。经过压力传感器的压力感知原件，将滤器前后的压力转变成压力信号，并输入到具有滤波、放大、降噪和模数转换等功能的智能变速器中。

船用滤器智能监测仪中的智能变送器将压力传感器感知的滤器前后压力信号，进行放大、处理后，将模拟信号转换为标准的数字信号，并对分别对滤器前后的信号进行编码，之后输入到数据处理单元中对应的处理模块进行运算、分析、存储、通信等处置。

进一步地，如图3所示，数据处理单元包括通信控制模块、信号采集模块、输入模块、输出模块以及存储计算模块；所述通信控制模块用以与外部实现信息交互，包括网线接口、串口、总线接口及无线通信组件；所述信号采集模块的数据采集端连接所述智能变送器的输出端，用以提取实测数据；所述输出模块的输出端连接所述滤器显示屏的输入端。

数据处理单元是船用滤器智能监测仪的处理核心。信号采集模块，完成滤器压力值的输入和存储；输入模块及输出模块，用于完成滤器参数的输入、输出操作；数据存储模块，用于对采集和输入数据进行存储等四方面的功能。具体如下：

压力采集模块通过滤器前后的压力管，将滤器前后的压力值输入到船用滤器监测仪中对应的滤器前压力传感器和滤器后压力传感器中，输出对应的滤器进出口压力值的模拟信号到智能变送器中，在其中对其进行数模转换，并输出滤器的进出口压力的数字信号到数据处理单元中，在其中经过对应的处理模块对滤器的进出口压力值进行存储，用于对滤器工作状态的进一步计算和输出。

①通讯控制模块用于实现船用滤器监测仪与外部进行的基于网络、总线、串口、并口等模式的数据交换。交换的数据包括船用滤器监测仪采集的滤器进出口压力值、滤器通流状态值、滤器清洗周期值、滤器评估模型、滤器初始化数据等。数据可以通过网络、总线和串口方式，与外部进行数据交互。滤器的结构参数和可以通过数据通信输入，并替换原有的对应参数。

②输入模块用以实现船用滤器监测仪通过外接键盘接收的键盘输入信息及USB接口信息，主要包括：初始化信息、滤器工作模式选择、显示模式选择、系统复位操作等，键盘有两种方式，一种的便携的模拟键盘，可以在需要时联上，另一种为固定式的组合键盘，根据用户的需求配置。

③输出模块用以实现船用滤器监测仪有模拟显示屏幕或数字显示屏幕，二者根据需要选择，显示的内容包括两个通流量/脏污度、清洁时间。通流量/脏污度以百分数形式显示，为无量纲数值；清洁时间为两个时间，即上次清洁后累计工作时间和下次清洁建议时间，单位为小时。

进一步地，作为本实用新型优选的方案，数据处理单元还可以包括状态评估模块，完成滤器脏堵、通流量和清洗周期的模型运算。

船用滤器监测仪的工作状态是指滤器的通流状态、滤器的清洗周期，通过船用滤器监测仪中的相关模型，根据采集到的滤器进出口压力值、滤器初始化保存的相关滤器的结构参数、特性参数、流体的特征参数等方面，依据实验数据与机器学习算法相结合的方法计算出的滤器的通流度/脏堵度、清洗时间。滤器的通流量是指相对于滤器清洁状态的相对值，以百分数表示，清洁状态对应通流度100％、滤器全堵死对应0％；滤器清洗时间，显示剩余清洗时间，以小时表示。

船舶智能滤器监测仪相关的计算结果、压力采集信息、输入输出接收的信息，在数据处理单元的存储模块中保存12个月，超过12个月的数据系统自动覆盖，即系统中一直保存最新的12个月数据信息。

本实用新型可以借助嵌入其中的船舶滤器智能状态评估芯片，依据滤器进出口常规的温度和压力参数，实时地对滤器的工作状态进行健康评估，并将状态评估结果及采集的工作参数以数字化或图形化的形式，在滤器状态显示屏上显示，实时地提醒轮机管理人员对滤器的维护工作，同时，通过安装其中的通信模块，将滤器相关的状态值和工作参数推送到远程，便于在远程实施对滤器的状态监测和性能分析，同时也适应智能船舶或无人驾驶船舶对船舶设备智能化的需求。滤器显示屏可以实现以下功能：

滤器进出口压力的显示：随着滤器的脏污或系统其它设备状态的变化，滤器进出压力也随之发生改变，通过压力传感器可以精确获得压力信号(电压/电流信号)，然后由变送器转换成数字信号，经过处理中心，最终显示在显示模块上。

压差显示：压差是可以作为衡量滤器阻力大小的一种量度，同时也是滤器脏污程度的一种征兆。通过获得的滤器进出口压力，经过处理中心计算可以较容易的实现压差的显示。

滤器通流量显示：根据滤器前后的压力及压差通过回归算法可以获得相应的流量大小，本实用新型可以做到瞬时流量与累计流量的显示。

滤器脏污程度显示：用于指示滤器的脏污程度，滤器的脏污程度是船员最为关注的事情。本实用新型可以根据滤器进出口压力及压差估算出滤器的脏污程度，为船员的工作起到一定的指导意义。

滤器清洗时间的预测：此项信息用于显示滤器的预计的清洗时间，根据滤器脏污随时间的变化规律，推算出滤器需要清洗的时刻，朝着设备视情维修方向迈进一步。

滤器显示屏的显示形式分为两种，一种是数字化显示，直接显示各参数数值的大小；另外一种为图形化显示，可以显示各参数的变化情况及变化趋势，通过图形显示亦可以判断出脏污状态的变化趋势，有利于提前做好清洗工作。

进一步地，作为本实用新型的优选，系统还带有参数输出功能，能够将数据处理单元获得的数据能够传输给其它控制单元，实现滤器远程显示与自主控制。

随着船舶智能化和智慧化的发展，船舶设备亦需要实现智能化调节，而在实现智能调节之前，设备参数必须具备数字化的显示，本实用新型可以做到滤器参数的数字化显示以及状态的评估。参数显示包括：滤器前后压力和滤器压降、滤器流量显示等；状态显示：包括滤器的脏污程度、预测清洗时间等，为以后实现船舶智能化提供了条件。

本实用新型所采用的方法较灵活，对于数据的预测精度较高，能够满足船舶实际需求。且设备初投资较少，同样适合于对现有船舶进行改造。只需要在滤器前后按照两个压力传感器和处理单元即可完成显示功能。同时可以替代系统的流量计。由于流量计的结构及工作原理较为复杂，而且船用流量计还存在价格昂贵、误差较大，故障率较高的缺点。本实用新型可以显示滤器的通流量，并且设备结构相对简单，测量精度较高。可以预测滤器的脏污程度以及计划清洗时间，一方面节约了船员的时间和劳动力，另一方面与视情维修相结合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种船舶滤器智能监测仪，其特征在于包括：

滤器前压力管和后压力管；

用以提取滤器前、后压力的传感器单元，所述传感器单元包括连接前压力管的滤器前压力传感器以及连接后压力管的滤器后压力传感器；

连接所述传感器单元、用以提取所述传感器单元采集的各参数并进行相应处理的智能变送器；

接收所述智能变送器发送的参数信息并进行转换、计算以得到滤器工作状态信息并将所述状态信息送至滤器显示屏的数据处理单元；

以及对滤器状态信息进行可视化处理的滤器显示屏。

2.根据权利要求1所述的一种船舶滤器智能监测仪，其特征在于所述数据处理单元包括通信控制模块、信号采集模块、输入模块、输出模块以及存储计算模块；

所述通信控制模块用以与外部实现信息交互，包括网线接口、串口、总线接口及无线通信组件；

所述信号采集模块的数据采集端连接所述智能变送器的输出端，用以提取实测数据；

所述输出模块的输出端连接所述滤器显示屏的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种船舶滤器智能监测仪，其特征在于所述智能监测仪还包括用与外部设备建立通信连接的通信接口，所述通信接口与所述通信控制模块连接。

4.根据权利要求2所述的一种船舶滤器智能监测仪，其特征在于所述智能监测仪还包括外接键盘和USB接口，所述键盘和USB接口与所述输入模块连接。