船舶阀门智能监测仪的制作方法

本实用新型涉及船舶运行状态监测技术领域，具体说涉及一种船舶阀门智能监测仪。

背景技术：

阀门是船舶管路系统的重要组成部分，是船舶动力装置系统中数量最多的一种设备，常用阀门包括截止阀、闸阀、蝶阀和球阀等，主要用于截止和调节流量的作用。多数的船用阀门用于开关类型目的，其工作状态或为全开或为全关。做此类用途的阀门操作起来比较方便和容易，使用过程中较少出现问题。但对以调节流量为目的使用的阀门来说，由于不同阀门开度与通流量的比例不同，对于实现四项精确的流量控制目的，实现起来比较困难。对于不同的流质、不同的类型的阀门，其开度与通流量变化范围较大，很难实现精确的手动调节。因此亟待开发一种能够辅助手动调节精度、帮助轮机管理人员实现精确的操作监测装置。

为此本实用新型专利在每个阀门上安装了开度/通流显示，在手动调节时，阀门的开度/通流量实时地显示出来，可以帮助轮机管理人员实现精确的操作；同时还安装了阀门泄漏检测模块，可以监测阀门在全关状态的漏泄情况，并提醒管理人员研磨阀芯或更换阀芯。同时本实用新型专利，阀门的工作参数通流量、压力、温度等，可以通过网络输出到远程，方便远程对管理通流状态的掌控，便于集控室实现对船舶动力系统或设备的精确控制，使系统或设备更高效和更安全的运行，适合智能船舶或无人驾驶船舶的发展需要。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的是要提供一种能够实现船舶阀门运行状态实时监测和显示的智能化设备，同时该设备可以通过阀门全关状态的通断情况判断阀门是否泄漏，并提供维修辅助支持，提高了船舶阀门系统监测工作的可靠性和效率。

本实用新型的技术方案如下：

一种船舶阀门智能监测仪，其特征在于包括：

阀门前压力管和后压力管；

用以提取阀门前、后压力的传感器单元，所述传感器单元包括连接前压力管的阀门前压力传感器以及连接后压力管的阀门后压力传感器；

连接于所述阀门前压力传感器及所述阀门后压力传感器之间的温度传感器；

用以提取所述传感器单元采集的各参数并进行相应处理的智能变送器；

接收所述智能变送器发送的参数信息并进行转换、计算以得到阀门工作状态信息并将所述状态信息送至阀门显示屏的数据处理单元；

以及对阀门状态信息进行可视化处理的阀门显示屏；

所述智能变送器的输入端口分别连接所述阀门前压力传感器的输出端口、所述阀门后压力传感器的输出端口以及所述温度传感器的输出端口。

进一步地，所述数据处理单元包括通信控制模块、信号采集模块、输入模块、输出模块以及存储计算模块；所述通信控制模块用以与外部实现信息交互，包括网线接口、串口、总线接口及无线通信组件；所述信号采集模块的数据采集端连接所述智能变送器的输出端，用以提取实测数据；所述输入模块的输入端连接外部键盘及USB接口；所述输出模块的输出端连接所述显示屏的输入端。

进一步地，所述智能监测仪还包括用与外部设备建立通信连接的通信接口，所述通信接口与所述数据处理单元的通信接口连接。

进一步地，所述智能变送器包括依次连接的放大单元、降噪单元、模数转换单元，将压力信号转换为标准数字信号送至所述数据处理单元的信号采集模块。

本实用新型公开的智能监测仪安装于每个阀门以进行开度/通流显示，在手动调节时，阀门的开度/通流量实时地显示出来，可以帮助轮机管理人员实现精确的操作。同时本实用新型专利，阀门的工作参数通流量、压力、温度等，可以通过网络输出到外部，方便进行通流状态管理，便于集控室实现对船舶动力系统或设备的精确控制，使系统或设备更高效和更安全的运行，适合智能船舶或无人驾驶船舶的发展需要。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构框图；

图2为本实用新型安装示意图；

图3为本实用新型处理单元功能框图。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1所示：阀门前压力管和后压力管；用以提取阀门前、后压力的传感器单元，所述传感器单元包括连接前压力管的阀门前压力传感器以及连接后压力管的阀门后压力传感器；连接于所述阀门前压力传感器及所述阀门后压力传感器之间的温度传感器；用以提取所述传感器单元采集的各参数并进行相应处理的智能变送器；接收所述智能变送器发送的参数信息并进行转换、计算以得到阀门工作状态信息并将所述状态信息送至阀门显示屏的数据处理单元；以及对阀门状态信息进行可视化处理的阀门显示屏；所述智能变送器的输入端口分别连接所述阀门前压力传感器的输出端口、所述阀门后压力传感器的输出端口以及所述温度传感器的输出端口。

具体安装方式如图2所示，船用阀门智能监测仪上有两个接入压力管，分别为前压力管和后压力管，其中前压力管与阀门的输入管路连接；后压力管与阀门的输出管路连接。从阀门的进、出口管路上，通过常规的压力管，分别引入阀门进、出口压力，并分别连接到船用阀门智能控制仪的前压力管和后压力管上，用于将阀门的前、后压力引入到船用阀门智能控制仪的压力传感器的输入接口中。船用阀门智能控制仪内部安装有两个高精度压力传感器，分别为感知阀门前压力的阀门前压力传感器和感知阀门后压力的阀门后压力传感器。阀门前压力传感器与前压力管连接，用于感知阀门前管路的压力；阀门后压力传感器与后压力管连接，用于感知阀门出口管路的压力。经过压力传感器的压力感知原件，将阀门前后的压力转变成信号，并输入到具有滤波、放大、降噪和模数转换等功能的智能变送器中。上述传感器都集成在阀门智能检测仪中与管路相连。另外取样点根据实际情况选定。

如图3所示，数据处理单元作为船用阀门智能控制仪的处理核心，由通信控制模块、信号采集模块、输入模块、输出模块以及存储计算模块组成。

由传感信号采集模块，完成阀门前后压力值采集；通流量计算用于计算阀门的实际通流量；阀门泄漏检测模块用于监测阀门在关闭状态下是否漏泄或异常脏堵；通信控制模块用于将阀门的通流量、状态值、温度、进口压力和出口压力等信号经通信接口推送到远程。

(1)信号采集模块

信号采集模块通过智能变送器分别采集到阀门进出、口压力和进口温度的数字信号，采集到的信号直接更新阀门显示屏上对应的进、出口压力和温度值，同时将其当前采集值推送到通流量计算模块和通信控制模块中，用于通流量计算和传感器采集值的远程推送。

(2)通信控制模块

船用阀门智能控制仪与外部进行的基于网络、总线、串口等模式的数据交换。交换的数据包括船用阀门监测仪采集的阀门进出口压力值、进口温度值、阀门通流值等。数据可以通过网络、总线和串口方式，与外部进行数据交互。阀门的结构参数和可以通过数据通信输入，并替换原有的对应参数。

(3)输出模块

数据处理单元的输出模块与显示屏连接，可以显示阀门的通流量、进口压力、出口压力和进口流质的温度等阀门工作信息。同时显示阀门开/关状态，及阀门是否需要研磨阀芯或更换阀芯的维修提示，当阀门内部没有泄漏时，阀门运行状态指示等位绿色，当阀门内部漏泄，维修等显示为红色，需要轮机管理人员研磨阀芯或更换阀芯。

(4)输入模块

数据处理单元通过输入模块接收由键盘及USB接口输入的命令，并通过显示屏实现相关输入信息的显示，同时输入的数据可以保持到存储单元，还可以改变相关模块的初始化数值；通过键盘输出接口接收外接键盘的输入操作，输入的信息可以改变系统的相关模块的设定值，改变系统的操作模式，还可以对存储单元的数据信息进行增删改操作，同时可以进行存储容量的管理等操作；通过USB接口导入系统初始化数据，并对系统执行初始化操作，还可以通过此接口输入系统更新文件，对系统实施更新操作。同时通过通讯模块接收岸基数据库控制中心的控制信息或操作信号，可以实现相应的远程遥控对应的设备的操作。

进一步地，作为本实用新型优选的实施方案，所述数据处理单元还可以包括：

(5)通流量计算模块

通流量计算模块接收到来自于智能变送模块的阀门进出口压力和进口温度的信号好，依靠嵌入到内部芯片上的流量计算模型，计算出阀门的实际通流量，并推送到阀门显示屏上，更新对应的阀门通流量显示值，同时推送通流量值到通信控制模块，并通过通信接口推送通流量值到远程。此模块的计算是实时性的，其击计算和数据推送间隔可以根据需要有用户在对船舶阀门智能监测仪初始化时设定。

进一步地，所述智能变送器包括依次连接的放大单元、降噪单元、模数转换单元，将压力信号转换为标准数字信号送至所述数据处理单元。

具体地，安装于船用阀门智能控制仪的智能变送器将压力传感器感知的阀门前后压力信号，进行放大、处理后，将模拟信号转换为标准的数字信号，并对分别对阀门前后的压力信号进行编码；将接收到的温度信号经过去噪、放大、处理后，将其转换为标准的数字信号，之后传送到数据处理单元中。

本实用新型专利借助嵌入其中的船舶阀门智能通流状态评估芯片，依据阀门的进出口压力和进口温度，能实时地对船舶阀门的通流状态进行分析，并将阀门的通流量及采集的工作参数以数字化或图形化的形式，在阀门显示屏上显示，实时地提醒轮机管理人员对阀门的开关操作程度，同时，通过安装其中的通信模块，将发你通流状态值和工作参数推送到远程，便于在远程实施对阀门的状态监测和性能分析，同时也适应智能船舶或无人驾驶船舶对船舶设备智能化的需求。

本实用新型通过上述技术方案实现了一下功能：

阀门流体的工作参数显示。包括阀门进、出口压力和进口温度的显示：随着阀门开度的变化，阀门进、出压力也随之发生改变，并实时地显示阀门显示屏上，可以方便操作者用于压力调节的使用场合。同时阀门的进、出口压力和进口温度值通过通信接口推送到远程，方便在船舶集控室或岸基控制中心对船舶对应系统的智能化控制。

阀门通流状态显示。阀门的作用是节流或切断，因此本实用新型直接显示阀门流体的通流量数值，而不是阀门的开度。通流量值是根据阀门前后的压力通过回归算法可以获得阀门相应流体在阀门不同开度情况下的流量大小。显示形式分为两种，一种是数字化显示，直接显示各通流量的数值；另外一种为图形化显示，可以显示通流量柱状显示，方便轮机管理人员直观地感知阀门的开度情况。

阀门健康状态显示。本实用新型专利中的通流量计算模块中，当阀门在使用过程中，由于异物通过造成阀门异常的脏堵，此模块可以监测出，并提示轮机管理人员进行检修。

阀门通流量的数字化显示，方便使用人员的操作和管理；具有阀门工作参数和通流量值远程推送功能，方便老船舶的智能化改造和船舶机舱系统的高效和可靠性控制和管理。

本实用新型设备初投资较少，产品的接口能够适应现有船舶的智能化技术升级改造；适用于位于船舶底层或远离经常性巡检的场所中的管路系统的通断控制，方便在远程监控阀门的工作状态和通流状态；适用于经常性调节管路流量，同时对调节精度要求较高的船舶管路流量控制，方便轮机管路人员的调节操作。在要求有流量显示的系统中，当对流量精度要求不高的场所中。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。