CN2890585Y - 超声波管道泄漏自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是超声波管道泄漏自动检测装置，其结构是探测单元中的合金传输棒接在超声波传感器的信号输入端上，超声波传感器的信号输出/入端接嵌入式计算机的信号输入/出端，嵌入式计算机的另一个信号输出端接报警器的输入端。优点：由于采用超声波传感器，对泄漏的特征频谱的抓取更加精确、灵活，系统可使用实心合金钢棒进行传输，降低了电厂的安装工作量和工期，装置也不再强调必须在停炉期间安装，实现对锅炉“四管”(水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管)泄漏的早期报警；提高了对捕捉背景噪声的能力；适用于硫化床锅炉、小锅炉、正压锅炉。系统还具有DCS联网、远程通讯和远程诊断功能。该装置还能有效地监测吹灰器的运行工况。

Description

超声波管道泄漏自动检测装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种应用超声波技术用于流动气体、液体的超声波管道泄漏自动检测装置，属于电力测控技术领域。

背景技术

随着发电技术的发展，对电力安全要求越来越高，火电站管理人员对运行中可靠性要求不断提高。锅炉炉管一旦发生泄漏将直接影响发电机组的安全、经济运行。因此，锅炉炉管泄漏的防止、以及对泄漏的早期发现和处理对发电企业日趋重要。国内外在八十年代初开展了对锅炉炉管泄漏早期检测技术的研究，并陆续有产品投入商业应用。尤其是在九十年代后，该产品在国内大容量发电锅炉上得到了广泛使用，产品的技术、性能也更加成熟可靠。但是在针对小机组或负压不足、负荷不满情况下的泄漏检测，仍有其不足之处。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种超声波检测的管道泄漏自动检测装置，它具有较大的捕捉背景噪声的能力，广泛适用于硫化床锅炉、小锅炉、正压锅炉以及其它泄漏声音不明显的场合；同时利用超声波在金属固体的传导性，安装不再需要开孔，传感器永不发生结焦或堵灰的情况，装置可靠性和寿命大大提高等特点。

本实用新型的技术解决方案：其结构是包括探测单元、嵌入式计算机单元、报警单元三部分组成，探测单元中的合金传输棒接在超声波传感器的信号输入端上，超声波传感器的信号输出/入端接嵌入式计算机的信号输入/出端，嵌入式计算机的另一个信号输出端接报警器的输入端。

本实用新型的优点：由于采用超声波传感器，对泄漏的特征频谱的抓取更加精确、灵活，系统不再使用传统的开孔方式进行声音传导，而是使用实心合金钢棒进行传输，极大地降低了电厂的安装工作量和工期，装置也不再强调必须在停炉期间安装，实现对锅炉“四管”(水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管)泄漏的早期报警；提高了对捕捉背景噪声的能力；适用于硫化床锅炉、小锅炉、正压锅炉。系统还具有DCS联网、远程通讯和远程诊断功能。此外，该装置还能有效地监测吹灰器的运行工况。

附图说明

附图1是本实用新型的方块结构示意图。

附图2是探测单元的结构示意图。

附图3报警单元的结构示意图。

附图4是本实用新型的电原理路图。

附图5是用计算机控制的流程图。

图中的1是合金传输棒、2是超声波传感器、3是嵌入式计算机、4是报警器、5是螺纹连接口、6是连接端子、7是电缆；8是打印机、9是软件含光驱接口、10是光字牌报警器、11是电铃报警器、12是网络报警器、13是显示器(均为现有技术)；14是前驱芯片(LM741)、15是场效应管(3DJ4F)、16是光耦组合(4N33)、17是第一级放大电路、18是第二级放大电路((AM422)19是压电蜂鸣器、20是高保真镀银震膜电容式咪头(MIC0903)、WR是可调电阻。

具体实施方式

对照附图1，其结构是探测单元中的合金传输棒1接在超声波传感器2的信号输入端上，超声波传感器2的信号输出/入端接嵌入式计算机3的信号输入/出端，嵌入式计算机3的另一个信号输出端接报警器4的输入端。

对照附图2，其结构是合金传输棒1通过螺纹连接口5与超声波传感器2相接，超声波传感器2通过连接端子5接信号输出电缆线。

对照附图3，其结构是探测单元中的超声波传感器2信号接入嵌入式计算机(型号ARK-3389研华工控主机)3，嵌入式计算机3的第一、第二、第三输出端分别接光字牌报警器10的输入端、电铃报警器11的输入端、网络报警器12的输入端，嵌入式计算机3的第四、第五输出端分别接显示器13、打印机8进行输出。

对照附图4，背景噪声由高保真镀银震膜电容式咪头20吸收，经场效应管15和光耦组合16滤波后由进入第一、第二级放大电路，最后由前驱芯片14输出4~20mA标准信号，信号放大倍数由电路中的可调电阻WR来控制，确保每个超声波传感器放大倍数一致，实现装置部件互换性。电路还可实现自检性能，由工控机输出自检信号，由接线端子输入一个开关信号，超声波传感器内的压电陶瓷蜂鸣器19与正电源相连。

其中探测单元由传输棒，100K超声波传感器以及电缆构成。其中传输棒主要由Ni16％、Cr18％、Mo3％、C0.4％、Fe63％构成，由很强的硬度和声音传导性，热膨胀系数极低；超声波传感器使用压电陶瓷蜂鸣器和高保真镀银震膜电容式咪头，响应频率可达200K范围，系统经AM系列芯片直接输出4-20mA信号，可以直接接入DCS系统；电缆使用四芯正项单电源，接入方便，连接简捷。

嵌入式计算机单元，由嵌入式工控机(型号研华ARK-3389)作为主机，此系列产品结构紧凑、处理性能强、低功耗无风扇、高可靠性及高弹性I/O装置，带M10扩展主机，也适用于研华BTOS/DTOS服务，PCI系列PCI-busAnalog Input Cards卡和Input/Output卡，系统使用Windows Server 2003作为操作系统平台，更加轻松便捷地实现网络通讯与远程服务。

系统可配任何一款显示器，机柜内可容纳15-19英寸液晶显示器或普通显示器，可配任何一款打印机，机柜内可容纳尺寸不大于450*400*300mm范围内的喷墨或激光彩色打印机。

报警单元，光字牌报警(24V干结点输出至主控室光字牌)、网络报警(报警信号传输至发电厂内的MIS系统)、DCS报警(传感器信号输出至DCS界面报警)、远程报警(报警信号以消息响应方式传输出供应商机房)；电铃\手机短信\……均可备选

本装置指标：

灵敏度：能检测＜2mm的微小泄漏。连续运行：≥20000小时。

分辨率：最佳隔离范围可达半径为4米的半球范围内。

设备指标

灵敏度：＞25mV/Pa；输出电流：4～20mA(AC)；

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。输入通道：16-64路；

研华P4工控机，配可刻写数据光驱；

工业级专用电源；全PCI工业控制卡；历史追忆时间：≥12个月。

可实现多台机组共用一套泄漏检测报警系统，最大监测128通道。

Claims (1)

1、超声波管道泄漏自动检测装置，其特征是探测单元中的合金传输棒接在超声波传感器的信号输入端上，超声波传感器的信号输出/入端接嵌入式计算机的信号输入/出端，嵌入式计算机的第一、第二、第三输出端分别接光字牌报警器的输入端、电铃报警器的输入端、网络报警器的输入端，嵌入式计算机的第四、第五输出端分别接显示器、打印机。

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