基于无线振动传感器的管道振动简易测试装置的制造方法

文档序号:9087377阅读:517来源:国知局
基于无线振动传感器的管道振动简易测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于无线传感器技术领域,具体涉及一种基于无线振动传感器的管道振动简易测试装置。
【背景技术】
[0002]无线传感器技术在石化管道设备状态监测和故障诊断领域的应用,在一定程度上解决了采用有线技术进行设备状态监测存在的问题,如布线困难、改线工程大、不可移动、电缆容易磨损折断、开关接触不良等问题。它不仅是有线技术的有效补充,而且对扩充设备监测范围,提高监测水平,降低监测成本有着重要作用。无线传感器网络技术的运用开辟了网络技术与状态监测、故障诊断综合应用的新领域。因此,依托无线传感器技术,进一步探索和革新石化管道设备状态监测和故障诊断的方法和手段具有重要的意义。
[0003]无线振动传感器的组成模块封装在一个外壳内,在工作时它将由电池提供电源,构成无线传感器网络节点,通过自组织的方式构成网络。监控中心也可以将控制、参数设置等信息无线传输给节点,从而准确地收集管道在各种状态下的振动信号。
[0004]石化管道设备的振动信号中包含了丰富的机器状态信息,它是石化管道设备故障特征信息的良好载体。据河南石油报第9卷第三期1995年7月《设备振动监测的实践与应用》可知,石化管道设备的振动特性可对应唯一的特殊故障,故通过对振动信号的分析和处理,能够确定故障产生的原因。由于各种复杂因素,导致石化管道设备出现不同堵塞状态,直接影响石化管道的正常工作,容易引发安全问题。文献[I],基于人工免疫系统的机组故障诊断技术研究,张清华,华南理工大学,2004,博士论文,指出无量纲指标故障诊断算法;文献[2],堵塞水力瞬变模拟在输油管道中的应用分析,李天一,中国石油管道沈阳输油气分公司,2011,在不同堵塞状态下,石化管道发出不同的振动信号。这些信号是通过无量纲处理提取故障特征值的关键。使用激光测量传感器LDS100可以精准测量管道实际内径,其原理利用测量管道横截面上三点的距离,然后计算三角形外接圆直径的方法来实现。通过该LDS100,可以量化管道不同堵塞情况。
[0005]然而石化厂区大型管道管理严格,操作专业性高,直接对管道进行实验的话,稍有不慎,容易引发重大事故,直接危害生命安全,故在管道振动试验阶段,不宜直接对石化厂区管道进行振动实验,本实用新型发明一种利用微型管道和无线振动传感器的管道振动简易测试装置,其在管道振动实验试验探索阶段,具有广泛的应用价值。
【实用新型内容】
[0006]为解决现有技术的不足,本实用新型发明一种基于无线振动传感器网络的管道振动简易测试装置,该装置模仿石化管道传输模式,并模拟石化管道在长期输油服役过程中形成的不规则、不定位置的堵塞情况,为管道振动试验阶段提供测试平台,具有较好的安全性。
[0007]为了实现上述目标,本实用新型采用如下的技术方案:一种基于无线振动传感器的管道振动简易测试装置,其特征在于,包括无线振动信号测试系统,实验水池、位于实验水池外的管道、位于管道前端的止水阀、管道压力测试仪、用于连接管道与实验水池的软管、位于管道入口端的增压栗、分别位于管道两端的流量计;管道入口处还连接自来水端;所述无线振动信号测试系统包括位于管道上的若干无线振动传感器、与无线振动传感器相连的网关和与网关相连的计算机。
[0008]前述的一种基于无线振动传感器的管道振动简易测试装置,其特征是,所述流量计包括上游流量计和下游流量计。
[0009]前述的一种基于无线振动传感器的管道振动简易测试装置,其特征是,所述流量计为超声波流量计,通过耦合剂与待测管道紧密贴合。
[0010]前述的一种基于无线振动传感器的管道振动简易测试装置,其特征是,所述管道为若干不同管径的管道。
[0011]前述的一种基于无线振动传感器的管道振动简易测试装置,其特征是,所述管道压力测试仪具有数字显示屏。
[0012]前述的一种基于无线振动传感器的管道振动简易测试装置,其特征是,所述无线振动传感器使用无线加速度传感器A104EX,该传感器具有定时器。
[0013]本实用新型所达到的有益效果:具有定时器的若干无线振动传感器节点之间通过自组织方式组成多跳网络,可以远距离越过障碍物将传感器采集到的同步振动信号数据传入网关,网关通过USB3.0接口转发至计算机;实验水池循环水往复循环,节约水资源;实验管道使用沥青壁,模拟石化管道在正常工作状态下的堵塞情况;软管可以有效减少外部振动对管道的影响。该装置结构简单,却能结合众多管道振动测量实验于一体,传输的数据同步、可靠性高,模拟石化厂区管道功能布置,针对性强,在安全实验的指导下,提高管道早期故障分析和诊断的效率与数据的准确率。
【附图说明】
[0014]图1是基于无线振动传感器的管道振动简易测试装置示意图;
[0015]图2是管道结构示意图;
[0016]图中标记的含义为:1_无线振动传感器,2-1上游流量计,2-2下游流量计,3-增压栗,4-止水阀,5-软管,6-实验水池,7-管道压力测试仪,8-自来水端,9-管道,10-沥青壁。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案,而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0018]如图1所示,一种基于无线振动传感器网络的管道振动简易测试装置,其特征在于,包括无线振动信号测试系统,实验水池6、位于实验水池6外的管道9、位于管道9前端的止水阀4、管道压力测试仪7、用于连接管道9与实验水池6的软管5、位于管道9入口端的增压栗3、分别位于管道9两端的流量计2-1和2-2 ;管道9入口处还连接自来水端8 ;所述无线振动信号测试系统包括位于管道9上的若干无线振动传感器1、与无线振动传感器I相连的网关和与网关相连的计算机。
[0019]所述流量计为超声波流量计CX2000H,操作简单、移动方便、布置灵活通过耦合剂与待测管道紧密贴合。流量计包括上游流量计2-1和下游流量计2-2,可实时检验管道入水口与出水口的流量和流速是否存在差异。
[0020]所述无线振动传感器采用无线加速度振动传感器A104EX,精确度高、时间同步,提取到的特征值由网关转发至基于计算机处理模块。无线振动传感器节点带有强力磁座,使得传感器可以灵活布置在任何
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