[發明專利]一種爐管泄漏聲學監測定位方法及裝置

無效

• 申請號: 201110256728.7
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102410525A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 安連鎖;沈國清;馮強;張世平;王鵬
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F22B37/38
• 分類號: F22B37/38;G01M3/24
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本發明屬于鍋爐爐膛內泄露定位技術領域，尤其涉及一種爐管泄漏聲學監測定位方法及裝置。

背景技術

火電站鍋爐爐膛管道泄露嚴重危害了電站的安全、經濟運行，現有的技術已能在爐膛爆管時在線監測到泄露，但大多無法精確定位。專利US496079、CN2253829中的監測技術采用在爐膛壁面布置大量測點的方法，只能提供以測點為圓心，半徑為10米的范圍的粗略的定位。專利CN101799533A定位精度差，抗擾動能力差、專利CN101813545A中存在算法需要迭代運行時間長，且依然存在精度問題，并且這兩個專利中所提及的時延算法并沒有考慮到實際測量中時間延時值不能為負的情況。在測量中如果不選取離聲源較近的傳感器為基準傳感器，則理論時延值必定有負值出現，并且基準傳感器離聲源較遠會導致測量結果不準，誤差大。

針對專利CN101813545A中的測點布置情況，因為，爐膛內環境復雜，而泄露信號為高頻信號，容易衰減，湮沒在爐膛背景信號中，若采用立體陣列的間距過大會導致測量出的時間延時值誤差大或無法測量。

發明內容

針對上述背景技術中提到的現有泄漏測定方法精度不高，不能在線監測等不足，本發明提出了一種爐管泄漏聲學監測定位方法及裝置。

本發明的技術方案是，一種爐管泄漏聲學監測定位裝置，其特征是該裝置包括信號調理器、采集卡、電腦和至少四個傳感器；

所述傳感器置于鍋爐爐壁外側，每個傳感器分別與信號調理器連接；信號調理器與采集卡連接；采集卡與電腦連接。

所述傳感器的型號為MPA201。

所述信號調理器的型號為MC104。

所述采集卡的型號為NI-PCI6221。

一種爐管泄漏聲學監測定位方法，其特征是該方法包括以下步驟：

步驟1：通過傳感器測量并求得泄漏信號的雙曲面方程組；

步驟2：選取測得的聲壓級最大的傳感器作為基準傳感器，得到其他傳感器的坐標值；

步驟3：對泄漏信號進行濾波，并求得其他傳感器和基準傳感器的互相關延時估計；

步驟4：根據各個傳感器的坐標值，采用指定算法對雙曲面方程組進行優化，進而求得泄漏點的坐標。

所述雙曲面方程組為：

???????????????????||sensori-S||-||sensorj-S||＝cτ_ij

其中：

sensori為第i個傳感器的坐標；

sensorj為第j個傳感器的坐標；

S為泄漏點坐標；

c為當地聲速；

τ_ij為第i個傳感器和第j個傳感器收集到泄漏信號的時間延時值。

所述互相關延時估計的計算公式為：

??????????????????????R_ij(τ)＝E[x_i(n)x_j(n-τ)]

其中：

R_ij為信號i和信號j的互相關延時估計；

x_j(n-τ)為基準傳感器對應的信號；

x_i(n)為其余傳感器對應的信號。

所述指定算法為CHAN算法。

本發明突破性的設計了以測量聲壓級的方法來選擇基準傳感器，從而避免了理論值中的負延時值在實際測量中無法實現的問題。并且將蜂窩網絡中的CHAN算法引入到爐膛內三維定位技術，重新設計了爐膛測點的布置，提高了定位精度，且具有一定的抗擾動能力，算法不需要迭代，能實現在線監測定位。本發明在不增加傳感器個數的情況下改變測點布置來得到更精確的時間延時值，維持了定位結果的準確性，即定位精度。

附圖說明

圖1為基于CHAN算法的立體陣列傳感器三維相對坐標分布；

圖2為600MW鍋爐新型測點分布圖；

圖3為基于CHAN算法的爐管泄漏聲學監測定位系統圖；

圖4為傳感器測得爐膛內管道泄露時間延時估計圖；

圖a為τ₂₁互相關圖；圖b為τ₃₁互相關圖；圖c為τ₄₁互相關圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。