超聲波管道洩漏自動檢測裝置的製作方法

2023-09-14 15:59:45

專利名稱：超聲波管道洩漏自動檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種應用超聲波技術用於流動氣體、液體的超聲波管道洩漏自動檢測裝置，屬於電力測控技術領域。
背景技術：
隨著發電技術的發展，對電力安全要求越來越高，火電站管理人員對運行中可靠性要求不斷提高。鍋爐爐管一旦發生洩漏將直接影響發電機組的安全、經濟運行。因此，鍋爐爐管洩漏的防止、以及對洩漏的早期發現和處理對發電企業日趨重要。國內外在八十年代初開展了對鍋爐爐管洩漏早期檢測技術的研究，並陸續有產品投入商業應用。尤其是在九十年代後，該產品在國內大容量發電鍋爐上得到了廣泛使用，產品的技術、性能也更加成熟可靠。但是在針對小機組或負壓不足、負荷不滿情況下的洩漏檢測，仍有其不足之處。

發明內容
本實用新型的目的是提出一種超聲波檢測的管道洩漏自動檢測裝置，它具有較大的捕捉背景噪聲的能力，廣泛適用於硫化床鍋爐、小鍋爐、正壓鍋爐以及其它洩漏聲音不明顯的場合；同時利用超聲波在金屬固體的傳導性，安裝不再需要開孔，傳感器永不發生結焦或堵灰的情況，裝置可靠性和壽命大大提高等特點。
本實用新型的技術解決方案其結構是包括探測單元、嵌入式計算機單元、報警單元三部分組成，探測單元中的合金傳輸棒接在超聲波傳感器的信號輸入端上，超聲波傳感器的信號輸出/入端接嵌入式計算機的信號輸入/出端，嵌入式計算機的另一個信號輸出端接報警器的輸入端。
本實用新型的優點由於採用超聲波傳感器，對洩漏的特徵頻譜的抓取更加精確、靈活，系統不再使用傳統的開孔方式進行聲音傳導，而是使用實心合金鋼棒進行傳輸，極大地降低了電廠的安裝工作量和工期，裝置也不再強調必須在停爐期間安裝，實現對鍋爐「四管」(水冷壁管、過熱器管、再熱器管、省煤器管)洩漏的早期報警；提高了對捕捉背景噪聲的能力；適用於硫化床鍋爐、小鍋爐、正壓鍋爐。系統還具有DCS聯網、遠程通訊和遠程診斷功能。此外，該裝置還能有效地監測吹灰器的運行工況。


附圖1是本實用新型的方塊結構示意圖。
附圖2是探測單元的結構示意圖。
附圖3報警單元的結構示意圖。
附圖4是本實用新型的電原理路圖。
附圖5是用計算機控制的流程圖。
圖中的1是合金傳輸棒、2是超聲波傳感器、3是嵌入式計算機、4是報警器、5是螺紋連接口、6是連接端子、7是電纜；8是印表機、9是軟體含光碟機接口、10是光字牌報警器、11是電鈴報警器、12是網絡報警器、13是顯示器(均為現有技術)；14是前驅晶片(LM741)、15是場效應管(3DJ4F)、16是光耦組合(4N33)、17是第一級放大電路、18是第二級放大電路((AM422)19是壓電蜂鳴器、20是高保真鍍銀震膜電容式咪頭(MIC0903)、WR是可調電阻。
具體實施方式
對照附圖1，其結構是探測單元中的合金傳輸棒1接在超聲波傳感器2的信號輸入端上，超聲波傳感器2的信號輸出/入端接嵌入式計算機3的信號輸入/出端，嵌入式計算機3的另一個信號輸出端接報警器4的輸入端。
對照附圖2，其結構是合金傳輸棒1通過螺紋連接口5與超聲波傳感器2相接，超聲波傳感器2通過連接端子5接信號輸出電纜線。
對照附圖3，其結構是探測單元中的超聲波傳感器2信號接入嵌入式計算機(型號ARK-3389研華工控主機)3，嵌入式計算機3的第一、第二、第三輸出端分別接光字牌報警器10的輸入端、電鈴報警器11的輸入端、網絡報警器12的輸入端，嵌入式計算機3的第四、第五輸出端分別接顯示器13、印表機8進行輸出。
對照附圖4，背景噪聲由高保真鍍銀震膜電容式咪頭20吸收，經場效應管15和光耦組合16濾波後由進入第一、第二級放大電路，最後由前驅晶片14輸出4~20mA標準信號，信號放大倍數由電路中的可調電阻WR來控制，確保每個超聲波傳感器放大倍數一致，實現裝置部件互換性。電路還可實現自檢性能，由工控機輸出自檢信號，由接線端子輸入一個開關信號，超聲波傳感器內的壓電陶瓷蜂鳴器19與正電源相連。
其中探測單元由傳輸棒，100K超聲波傳感器以及電纜構成。其中傳輸棒主要由Ni16％、Cr18％、Mo3％、C0.4％、Fe63％構成，由很強的硬度和聲音傳導性，熱膨脹係數極低；超聲波傳感器使用壓電陶瓷蜂鳴器和高保真鍍銀震膜電容式咪頭，響應頻率可達200K範圍，系統經AM系列晶片直接輸出4-20mA信號，可以直接接入DCS系統；電纜使用四芯正項單電源，接入方便，連接簡捷。
嵌入式計算機單元，由嵌入式工控機(型號研華ARK-3389)作為主機，此系列產品結構緊湊、處理性能強、低功耗無風扇、高可靠性及高彈性I/O裝置，帶M10擴展主機，也適用於研華BTOS/DTOS服務，PCI系列PCI-busAnalog Input Cards卡和Input/Output卡，系統使用Windows Server 2003作為作業系統平臺，更加輕鬆便捷地實現網絡通訊與遠程服務。
系統可配任何一款顯示器，機櫃內可容納15-19英寸液晶顯示器或普通顯示器，可配任何一款印表機，機櫃內可容納尺寸不大於450*400*300mm範圍內的噴墨或雷射彩色印表機。
報警單元，光字牌報警(24V乾結點輸出至主控室光字牌)、網絡報警(報警信號傳輸至發電廠內的MIS系統)、DCS報警(傳感器信號輸出至DCS界面報警)、遠程報警(報警信號以消息響應方式傳輸出供應商機房)；電鈴\手機簡訊\……均可備選本裝置指標靈敏度能檢測＜2mm的微小洩漏。連續運行≥20000小時。
解析度最佳隔離範圍可達半徑為4米的半球範圍內。
設備指標靈敏度＞25mV/Pa；輸出電流4～20mA(AC)；檢測範圍半徑≤6米半球空間；工作溫度-25℃～+105℃；連續運行時間＞30000小時。輸入通道16-64路；研華P4工控機，配可刻寫數據光碟機；工業級專用電源；全PCI工業控制卡；歷史追憶時間≥12個月。
可實現多臺機組共用一套洩漏檢測報警系統，最大監測128通道。
權利要求1.超聲波管道洩漏自動檢測裝置，其特徵是探測單元中的合金傳輸棒接在超聲波傳感器的信號輸入端上，超聲波傳感器的信號輸出/入端接嵌入式計算機的信號輸入/出端，嵌入式計算機的第一、第二、第三輸出端分別接光字牌報警器的輸入端、電鈴報警器的輸入端、網絡報警器的輸入端，嵌入式計算機的第四、第五輸出端分別接顯示器、印表機。
專利摘要本實用新型是超聲波管道洩漏自動檢測裝置，其結構是探測單元中的合金傳輸棒接在超聲波傳感器的信號輸入端上，超聲波傳感器的信號輸出/入端接嵌入式計算機的信號輸入/出端，嵌入式計算機的另一個信號輸出端接報警器的輸入端。優點由於採用超聲波傳感器，對洩漏的特徵頻譜的抓取更加精確、靈活，系統可使用實心合金鋼棒進行傳輸，降低了電廠的安裝工作量和工期，裝置也不再強調必須在停爐期間安裝，實現對鍋爐「四管」(水冷壁管、過熱器管、再熱器管、省煤器管)洩漏的早期報警；提高了對捕捉背景噪聲的能力；適用於硫化床鍋爐、小鍋爐、正壓鍋爐。系統還具有DCS聯網、遠程通訊和遠程診斷功能。該裝置還能有效地監測吹灰器的運行工況。
文檔編號F17D5/06GK2890585SQ20062007055
公開日2007年4月18日 申請日期2006年3月23日 優先權日2006年3月23日
發明者尤榮 申請人:尤榮