專利名稱：超聲波管道泄漏自動(dòng)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種應(yīng)用超聲波技術(shù)用于流動(dòng)氣體、液體的超聲波管道泄漏自動(dòng)檢測(cè)裝置，屬于電力測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電力安全要求越來越高，火電站管理人員對(duì)運(yùn)行中可靠性要求不斷提高。鍋爐爐管一旦發(fā)生泄漏將直接影響發(fā)電機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，鍋爐爐管泄漏的防止、以及對(duì)泄漏的早期發(fā)現(xiàn)和處理對(duì)發(fā)電企業(yè)日趨重要。國內(nèi)外在八十年代初開展了對(duì)鍋爐爐管泄漏早期檢測(cè)技術(shù)的研究，并陸續(xù)有產(chǎn)品投入商業(yè)應(yīng)用。尤其是在九十年代后，該產(chǎn)品在國內(nèi)大容量發(fā)電鍋爐上得到了廣泛使用，產(chǎn)品的技術(shù)、性能也更加成熟可靠。但是在針對(duì)小機(jī)組或負(fù)壓不足、負(fù)荷不滿情況下的泄漏檢測(cè)，仍有其不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提出一種超聲波檢測(cè)的管道泄漏自動(dòng)檢測(cè)裝置，它具有較大的捕捉背景噪聲的能力，廣泛適用于硫化床鍋爐、小鍋爐、正壓鍋爐以及其它泄漏聲音不明顯的場合；同時(shí)利用超聲波在金屬固體的傳導(dǎo)性，安裝不再需要開孔，傳感器永不發(fā)生結(jié)焦或堵灰的情況，裝置可靠性和壽命大大提高等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)是包括探測(cè)單元、嵌入式計(jì)算機(jī)單元、報(bào)警單元三部分組成，探測(cè)單元中的合金傳輸棒接在超聲波傳感器的信號(hào)輸入端上，超聲波傳感器的信號(hào)輸出/入端接嵌入式計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入/出端，嵌入式計(jì)算機(jī)的另一個(gè)信號(hào)輸出端接報(bào)警器的輸入端。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)由于采用超聲波傳感器，對(duì)泄漏的特征頻譜的抓取更加精確、靈活，系統(tǒng)不再使用傳統(tǒng)的開孔方式進(jìn)行聲音傳導(dǎo)，而是使用實(shí)心合金鋼棒進(jìn)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(qiáng)調(diào)必須在停爐期間安裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐“四管”(水冷壁管、過熱器管、再熱器管、省煤器管)泄漏的早期報(bào)警；提高了對(duì)捕捉背景噪聲的能力；適用于硫化床鍋爐、小鍋爐、正壓鍋爐。系統(tǒng)還具有DCS聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程通訊和遠(yuǎn)程診斷功能。此外，該裝置還能有效地監(jiān)測(cè)吹灰器的運(yùn)行工況。


附圖1是本實(shí)用新型的方塊結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是探測(cè)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3報(bào)警單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4是本實(shí)用新型的電原理路圖。
附圖5是用計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)、4是報(bào)警器、5是螺紋連接口、6是連接端子、7是電纜；8是打印機(jī)、9是軟件含光驅(qū)接口、10是光字牌報(bào)警器、11是電鈴報(bào)警器、12是網(wǎng)絡(luò)報(bào)警器、13是顯示器(均為現(xiàn)有技術(shù))；14是前驅(qū)芯片(LM741)、15是場效應(yīng)管(3DJ4F)、16是光耦組合(4N33)、17是第一級(jí)放大電路、18是第二級(jí)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(diào)電阻。
具體實(shí)施方式
對(duì)照附圖1，其結(jié)構(gòu)是探測(cè)單元中的合金傳輸棒1接在超聲波傳感器2的信號(hào)輸入端上，超聲波傳感器2的信號(hào)輸出/入端接嵌入式計(jì)算機(jī)3的信號(hào)輸入/出端，嵌入式計(jì)算機(jī)3的另一個(gè)信號(hào)輸出端接報(bào)警器4的輸入端。
對(duì)照附圖2，其結(jié)構(gòu)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(hào)輸出電纜線。
對(duì)照附圖3，其結(jié)構(gòu)是探測(cè)單元中的超聲波傳感器2信號(hào)接入嵌入式計(jì)算機(jī)(型號(hào)ARK-3389研華工控主機(jī))3，嵌入式計(jì)算機(jī)3的第一、第二、第三輸出端分別接光字牌報(bào)警器10的輸入端、電鈴報(bào)警器11的輸入端、網(wǎng)絡(luò)報(bào)警器12的輸入端，嵌入式計(jì)算機(jī)3的第四、第五輸出端分別接顯示器13、打印機(jī)8進(jìn)行輸出。
對(duì)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(jīng)場效應(yīng)管15和光耦組合16濾波后由進(jìn)入第一、第二級(jí)放大電路，最后由前驅(qū)芯片14輸出4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，信號(hào)放大倍數(shù)由電路中的可調(diào)電阻WR來控制，確保每個(gè)超聲波傳感器放大倍數(shù)一致，實(shí)現(xiàn)裝置部件互換性。電路還可實(shí)現(xiàn)自檢性能，由工控機(jī)輸出自檢信號(hào)，由接線端子輸入一個(gè)開關(guān)信號(hào)，超聲波傳感器內(nèi)的壓電陶瓷蜂鳴器19與正電源相連。
其中探測(cè)單元由傳輸棒，100K超聲波傳感器以及電纜構(gòu)成。其中傳輸棒主要由Ni16％、Cr18％、Mo3％、C0.4％、Fe63％構(gòu)成，由很強(qiáng)的硬度和聲音傳導(dǎo)性，熱膨脹系數(shù)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(yīng)頻率可達(dá)200K范圍，系統(tǒng)經(jīng)AM系列芯片直接輸出4-20mA信號(hào)，可以直接接入DCS系統(tǒng)；電纜使用四芯正項(xiàng)單電源，接入方便，連接簡捷。
嵌入式計(jì)算機(jī)單元，由嵌入式工控機(jī)(型號(hào)研華ARK-3389)作為主機(jī)，此系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、處理性能強(qiáng)、低功耗無風(fēng)扇、高可靠性及高彈性I/O裝置，帶M10擴(kuò)展主機(jī)，也適用于研華BTOS/DTOS服務(wù)，PCI系列PCI-busAnalog Input Cards卡和Input/Output卡，系統(tǒng)使用Windows Server 2003作為操作系統(tǒng)平臺(tái)，更加輕松便捷地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊與遠(yuǎn)程服務(wù)。
系統(tǒng)可配任何一款顯示器，機(jī)柜內(nèi)可容納15-19英寸液晶顯示器或普通顯示器，可配任何一款打印機(jī)，機(jī)柜內(nèi)可容納尺寸不大于450*400*300mm范圍內(nèi)的噴墨或激光彩色打印機(jī)。
報(bào)警單元，光字牌報(bào)警(24V干結(jié)點(diǎn)輸出至主控室光字牌)、網(wǎng)絡(luò)報(bào)警(報(bào)警信號(hào)傳輸至發(fā)電廠內(nèi)的MIS系統(tǒng))、DCS報(bào)警(傳感器信號(hào)輸出至DCS界面報(bào)警)、遠(yuǎn)程報(bào)警(報(bào)警信號(hào)以消息響應(yīng)方式傳輸出供應(yīng)商機(jī)房)；電鈴\手機(jī)短信\……均可備選本裝置指標(biāo)靈敏度能檢測(cè)＜2mm的微小泄漏。連續(xù)運(yùn)行≥20000小時(shí)。
分辨率最佳隔離范圍可達(dá)半徑為4米的半球范圍內(nèi)。
設(shè)備指標(biāo)靈敏度＞25mV/Pa；輸出電流4～20mA(AC)；檢測(cè)范圍半徑≤6米半球空間；工作溫度-25℃～+105℃；連續(xù)運(yùn)行時(shí)間＞30000小時(shí)。輸入通道16-64路；研華P4工控機(jī)，配可刻寫數(shù)據(jù)光驅(qū)；工業(yè)級(jí)專用電源；全PCI工業(yè)控制卡；歷史追憶時(shí)間≥12個(gè)月。
可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)組共用一套泄漏檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，最大監(jiān)測(cè)128通道。
權(quán)利要求1.超聲波管道泄漏自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征是探測(cè)單元中的合金傳輸棒接在超聲波傳感器的信號(hào)輸入端上，超聲波傳感器的信號(hào)輸出/入端接嵌入式計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入/出端，嵌入式計(jì)算機(jī)的第一、第二、第三輸出端分別接光字牌報(bào)警器的輸入端、電鈴報(bào)警器的輸入端、網(wǎng)絡(luò)報(bào)警器的輸入端，嵌入式計(jì)算機(jī)的第四、第五輸出端分別接顯示器、打印機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型是超聲波管道泄漏自動(dòng)檢測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)是探測(cè)單元中的合金傳輸棒接在超聲波傳感器的信號(hào)輸入端上，超聲波傳感器的信號(hào)輸出/入端接嵌入式計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入/出端，嵌入式計(jì)算機(jī)的另一個(gè)信號(hào)輸出端接報(bào)警器的輸入端。優(yōu)點(diǎn)由于采用超聲波傳感器，對(duì)泄漏的特征頻譜的抓取更加精確、靈活，系統(tǒng)可使用實(shí)心合金鋼棒進(jìn)行傳輸，降低了電廠的安裝工作量和工期，裝置也不再強(qiáng)調(diào)必須在停爐期間安裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐“四管”(水冷壁管、過熱器管、再熱器管、省煤器管)泄漏的早期報(bào)警；提高了對(duì)捕捉背景噪聲的能力；適用于硫化床鍋爐、小鍋爐、正壓鍋爐。系統(tǒng)還具有DCS聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程通訊和遠(yuǎn)程診斷功能。該裝置還能有效地監(jiān)測(cè)吹灰器的運(yùn)行工況。
文檔編號(hào)F17D5/06GK2890585SQ20062007055
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日
發(fā)明者尤榮 申請(qǐng)人:尤榮