[發(fā)明專利]一種冶金工業(yè)中的管道故障智能診斷裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711072693.5
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107726051A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 周成江;吳建德;袁徐軼;楊靜宗;王曉東;馮早;范玉剛;黃國勇;冷婷婷
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F17D3/01
• 分類號: F17D3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種冶金工業(yè)中的管道故障智能診斷裝置，屬于漿體輸送技術領域。

背景技術

冶金工業(yè)為國民經(jīng)濟的增長、國際地位的提高貢獻了不朽的力量，加速了建筑、交通、軍事、國防等領域的發(fā)展。漿體的管道輸送作為新興的礦物運輸方式，使礦物運輸具備高效性、便捷性、經(jīng)濟性等優(yōu)勢。近年來國內(nèi)四條漿體輸送管道的順利運行奠定了復雜流體管道運輸?shù)幕A。因管道運輸運力大、綠色環(huán)保、經(jīng)濟效益高、適用于復雜流體輸送，在國內(nèi)外金屬礦山和煤礦中得到了廣泛的應用。

國內(nèi)外礦產(chǎn)資源多集中于地形復雜地帶。復雜地形給公路、鐵路等運輸方式帶來安全性與經(jīng)濟性的考驗，而使用管道運輸將有著無可比擬的優(yōu)勢。然而，由于管道的彎度及坡度設計不合理、管道材質(zhì)固有缺陷、施工質(zhì)量不達標、漿體流速達不到要求等等因素均會造成漿體管道發(fā)生故障。常見的故障有堵塞和泄漏。漿體管道堵塞將造成停漿及停泵、管道內(nèi)壓力升高、增加管道泄露風險。當管道內(nèi)壓力大于臨界值時將造成管道爆裂，將會引發(fā)生產(chǎn)事故并造成重大經(jīng)濟損失。同時，自然災害與地質(zhì)災害(雷擊和山體滑坡)所導致的管道破裂引發(fā)泄露也是一個不能忽視的問題。因為管道故障的影響因素繁多，給管道故障檢測及定位帶來了極大困難。因此在漿體輸送的過程中對管道故障(堵塞或泄露)進行診斷及故障定位顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種冶金工業(yè)中的管道故障智能診斷裝置，以用于解決現(xiàn)有管道故障診斷裝置存在的結(jié)構(gòu)、連接、預警及時間同步問題。

本發(fā)明的技術方案是：一種冶金工業(yè)中的管道故障智能診斷裝置，包括故障定位信號采集端1、故障預警信號采集端2、故障定位信號調(diào)理模塊3、故障預警信號調(diào)理模塊4、數(shù)據(jù)采集器5、微型處理器6、ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸模塊7、無線網(wǎng)絡8、遠程工業(yè)PC機9、GPS授時裝置10、報警器11、顯示器12、供電模塊13；

所述故障定位信號采集端1的輸出端與故障定位信號調(diào)理模塊3的輸入端連接，故障預警信號采集端2的輸出端與故障預警信號調(diào)理模塊4的輸入端連接，故障定位信號調(diào)理模塊3、故障預警信號調(diào)理模塊4的輸出端與數(shù)據(jù)采集器5的輸入端連接，數(shù)據(jù)采集器5連接微型處理器6，微型處理器6通過RS232串口通信與ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸模塊7連接，ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸模塊7通過無線網(wǎng)絡8與遠程工業(yè)PC機9通信，GPS授時裝置10通過RS232接口與遠程工業(yè)PC機9連接，遠程工業(yè)PC機9連接報警器11和顯示器12。

所述故障定位信號采集端1采用兩個羅斯蒙特3051TG型壓力傳感器，安裝于泵站管道入口處。

所述故障預警信號采集端2采用FP18-100型薄膜式壓力傳感器，安裝于相鄰泵站管道出口處，其與采集故障定位信號的壓力傳感器距離間隔可為8-12m。

所述故障定位信號調(diào)理模塊3、故障預警信號調(diào)理模塊4包括Sallen-key二階濾波器、放大器、8通道24位的ADS1256高性能A/D轉(zhuǎn)換器。

所述數(shù)據(jù)采集器5可采用NI公司的USB-6366數(shù)據(jù)采集器。

所述報警器11為聲光報警器，且根據(jù)遠程工業(yè)PC機設置參數(shù)閾值進行報警。

所述微型處理器6采用STM32單片機最小系統(tǒng)；供電模塊13采用太陽能供電模塊；ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸模塊7可選用CC2530芯片集成增強型8051CPU控制的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊；遠程工業(yè)PC機9可選用IBM-PC機。

本發(fā)明的有益效果是：通過獲取并分析故障預警信號采集端和故障定位信號采集端的壓力信號，不但能對漿體管道進行故障預警，而且在接收到預警信號后可立即監(jiān)測管道故障具體的故障點。本裝置硬件設備少，簡單易行，工作可靠穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明的實際裝配圖；

圖3是本發(fā)明的管道故障定位示意圖；

圖中：1-故障定位信號采集端，2-故障預警信號采集端，3-故障定位信號調(diào)理模塊，4-故障預警信號調(diào)理模塊，5-數(shù)據(jù)采集器，6-微型處理器，7-ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，8-無線網(wǎng)絡，9-遠程工業(yè)PC機，10-GPS授時裝置，11-報警器，12-顯示器，13-供電模塊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明作進一步說明。