阀门状态监测方法、装置及介质与流程

本发明涉及袋式除尘，尤其涉及一种袋式除尘器电磁脉冲阀阀门状态监测方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、袋式除尘器是一种干式滤尘装置。滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中，初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，当滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下降。另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此，除尘器的阻力达到一定数值后，要及时清灰。

2、电磁脉冲阀是除尘器清灰部分的核心部件，袋式除尘器利用电磁脉冲阀进反吹风，用以去除附着在滤料上的尘粒，从而降低除尘器运行阻力，保证设备可以持续稳定高效运作。在传统的袋式除尘器运维中，电磁脉冲阀需要人工巡检来发现故障，对人员要求较高且两次巡检之间存在一定的间隙，电磁脉冲阀的故障不能被实时发现。电磁脉冲阀一般安装在袋式除尘器的顶部，大型除尘设备高达二、三十米，人工巡检需要运维人员爬到高处，工作环境差、安全隐患大。

3、为了更高效、方便地对电磁脉冲阀的运行情况进行监测，智能阀应运而生。智能阀是在传统电磁脉冲阀内部加入了接近开关，接近开关通常由一个传感器和一个输出装置组成。传感器安装在电磁脉冲阀内部，通过检测膜片与其的距离，获取膜片的运动状态。传感器测量的数据通过输出装置输出至现场数据采集分析设备或中控平台上，实现对电磁脉冲阀运行状态的实时监测和数据采集，以便于对气体喷吹过程进行控制和优化。

4、但本技术发明人在实现本技术实施例中技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

5、（1）兼容性问题：现场数据采集分析设备或中控平台想要监测脉冲阀的工况只能接入智能阀使用，而智能阀需要更换原有现场设备的阀门。这导致对于旧项目改造而言，必须更换现有的阀门才能实现与现场数据采集分析设备或中控平台的连接。

6、（2）设备更换成本大：更换现场设备的阀门意味着额外的设备采购和安装成本。在旧项目中，如果阀门数量众多，更换每个阀门都需要考虑设备选型、调试和系统整合等问题，也需要众多的人力跟进，这会大大增加项目的成本。

7、（3）设备操作和维护复杂性：更换阀门可能涉及到系统的重新调试和操作培训。操作人员需要适应新的设备和系统，增加了学习成本和操作复杂性。此外，新设备的维护和保养也需要额外的培训和资源投入。

8、（4）工期延误：更换阀门和系统的过程可能需要在现场进行，这意味着可能需要停机和工期延误。这对于一些需要持续生产的工业项目而言是不可忽视的，因为停机可能导致生产线的中断和损失。

9、综上所述，智能阀在袋式除尘器旧项目改造中，存在兼容性差、设备更换成本高、操作和维护复杂性增加以及会导致工期延误等缺点。这些缺点限制了袋式除尘器旧项目的升级和改造，并对系统的可用性、生产效率和成本控制造成了一定的影响。如何更便捷、经济和高效地对袋式除尘器电磁脉冲阀的阀门状态进行监测，是本领域技术人员目前致力于解决的难题。

技术实现思路

1、本技术实施例通过提供一种阀门状态监测方法、装置及计算机可读存储介质，解决了现有技术中智能阀在袋式除尘器旧项目改造中，存在兼容性差、设备更换成本高、操作和维护复杂性增加以及会导致工期延误等问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种阀门状态监测方法，用于对袋式除尘器电磁脉冲阀的阀门状态进行监测，所述电磁脉冲阀一侧设置声波信号采集装置，用于采集电磁脉冲阀的声波信号；

3、所述方法包括：

4、缓冲区创建及初始化步骤：创建存储用的缓冲区，并进行参数初始化；所述缓冲区包括用于存储相邻采集信号差的第一队列和用于存储本轮喷吹最大能量累加值的第二队列；

5、声波信号获取及判定步骤：获取所述电磁脉冲阀的声波信号，将相邻声波信号差存储于第一队列；累加第一队列的全部数值作为单次能量累加值，并将每轮喷吹的最大能量累加值存储于第二队列；每轮喷吹完成，进行第二队列排序，逐级替换最低的数值；选取第二队列中间区域数值的平均值乘以比例系数后作为有效喷吹能量值；当单次能量累加值大于有效喷吹能量值时，则判定为阀门打开了，否则判定为阀门关闭。

6、优选地，所述缓冲区创建及初始化步骤之前还包括触发判定步骤；

7、所述触发判定步骤具体为：

8、在接受到外部触发信号时，先延时第一设定时间等待，以判定是否为干扰导致的误触发；

9、当第一设定时间结束后，再次检查触发信号是否还为有效状态；如果还是为有效状态，则执行缓冲区创建及初始化步骤；否则，等待下一次外部触发信号。

10、优选地，所述声波信号获取及判定步骤具体如下：

11、相邻声波信号差值记录：把当前的声波信号值减去上一次的声波信号值求绝对值后依次放入第一队列中存储；第一队列存满后，则刷新第一格，将第二格的数移到第一格，后面的数依次前移，循环刷新记录；

12、获取单次能量累加值：由第一队列中的全部数值累加得出；如果实际采集的次数小于第一队列的格数，则以实际采集的次数作为累加；

13、本轮喷吹最大能量累加值更新：如果当前的单次能量累加值大于本轮喷吹最大能量累加值，则把当前的单次能量累加值替换到本轮喷吹最大能量累加值；

14、阀门状态判定：根据多轮喷吹最大能量累加值的结果，计算有效喷吹能量值；当单次能量累加值大于有效喷吹能量值时，则判定为阀门打开了；否则判定为阀门关闭。

15、更优选地，所述有效喷吹能量值的计算方法如下：

16、将本轮喷吹最大能量累加值调整至设定的合法范围内；

17、将调整后的本轮喷吹最大能量累加值添加到所述第二队列内；

18、所述第二队列的所有数据按从低到高排序，当本轮喷吹最大能量累加值大于当前第二队列内的最小值时则替换该值，然后将第二队列从低到高重新排序；

19、取第二队列的中间部分进行平均值计算，得到喷吹能量平均值；

20、有效喷吹能量值=喷吹能量平均值*比例系数。

21、进一步地，所述比例系数为60%。

22、进一步地，所述将本轮喷吹最大能量累加值调整至设定的合法范围内，具体为：

23、检查本轮喷吹最大能量累加值是否处于设定的合法范围内，本轮喷吹最大能量累加值需要大于等于最低阈值且小于等于最高阈值；如果大于最高阈值，则将本轮喷吹最大能量累加值赋值成最高阈值；如果小于最低阈值，则将本轮喷吹最大能量累加值赋值成最低阈值。

24、进一步地，所述最低阈值为3500，最高阈值为150000。

25、进一步地，每n轮有效喷吹后，清空第二队列的最高m个数值，并将其赋值为最低阈值，然后将第二队列按从低到高重新排序；m、n为正整数。

26、优选地，所述声波信号获取及判定步骤后还包括结束判定步骤；

27、所述结束判定步骤具体为：

28、在识别到外部触发信号断开时，先延时第二设定时间等待，以判定是否为干扰导致的误断开；

29、当第二设定时间结束后，再次检查外部触发信号是否断开；如果没有断开，则继续执行声波信号获取及判定步骤；否则，跳出当前的声波信号获取，并且标记外部触发信号结束的时间。

30、优选地，所述结束判定步骤后还包括判定结果输出步骤；

31、所述判定结果输出步骤具体为：

32、将判定结果输出至后端设备或监控终端；

33、所有的计算处理完成后，检查判定结果的输出时间是否等于接受到的外部触发信号的持续时间，如果时间未满足，则继续等待，至时间满足后跳出，整个运行逻辑结束。

34、第二方面，本技术实施例提供了一种阀门状态监测装置，包括：

35、缓冲区创建及初始化模块：用于创建存储用的缓冲区，并进行参数初始化；所述缓冲区包括用于存储采集信号的第一队列和用于存储本轮喷吹最大能量累加值的第二队列；

36、声波信号获取及判定模块：获取所述电磁脉冲阀的声波信号，将相邻声波信号差存储于第一队列；累加第一队列的全部数值作为单次能量累加值，并将每轮喷吹的最大能量累加值存储于第二队列；每轮喷吹完成，进行第二队列排序，逐级替换最低的数值；选取第二队列中间区域数值的平均值乘以比例系数后作为有效喷吹能量值；当单次能量累加值大于有效喷吹能量值时，则判定为阀门打开了，否则判定为阀门关闭。

37、优选地，所述装置还包括触发判定模块，用于在接受到外部触发信号时，先延时第一设定时间等待，以判定是否为干扰导致的误触发；当第一设定时间结束后，再次检查触发信号是否还为有效状态；如果还是为有效状态，则执行缓冲区创建及初始化步骤；否则，等待下一次外部触发信号。

38、优选地，所述装置还包括结束判定模块，用于在识别到外部触发信号断开时，先延时第二设定时间等待，以判定是否为干扰导致的误断开；当第二设定时间结束后，再次检查外部触发信号是否断开；如果没有断开，则继续执行声波信号获取及判定步骤；否则，跳出当前的声波信号获取，并且标记外部触发信号结束的时间。

39、优选地，所述装置还包括判定结果输出模块，用于将判定结果输出至后端设备或监控终端；且在所有的计算处理完成后，检查判定结果的输出时间是否等于接受到的外部触发信号的持续时间，如果时间未满足，则继续等待，至时间满足后跳出，整个运行逻辑结束。

40、第三方面，本技术实施例提供了一种阀门状态监测装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的方法。

41、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述的方法。

42、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

43、1、本技术提供的方法，通过对除尘器电磁脉冲阀附近的声波信号进行分析，即可判断除尘器电磁脉冲阀的阀门状态，无需更换现有的阀门，在实现智能化监测的同时，避免了大规模改造，节省了阀门更换的时间和成本，也大大减少了施工及后续的运维成本。

44、2、本技术提供的方法，通过累加喷吹时的能量计数进行滤波判定，实现了对环境中异常噪音的有效过滤和实时动态调整；通过不断累加喷吹时的能量计数，实时监测环境的声音水平；这种自适应调整策略，允许系统灵活地调整阀门状态，以适应不同环境下的噪音水平和变化。

45、3、本技术提供的方法采用存储用的缓冲区，喷吹最大能量累加值缓冲区内部初始值为高于环境底噪的预设值。缓冲区的设计考虑到了实时动态更新和有效值的保留。通过对缓冲区进行排序和逐级替换，系统能够始终保留最高的有效值，而不受短时噪音的干扰。

46、4、为确保数据的合法有效性，本技术采用了一种智能的中间区域数值选择策略。每次只选取缓冲区中间区域的数值，抛弃最小和最大值，然后计算中间数据总和的60%作为有效值的判定。这种智能选择策略保证了阀门状态判定的稳定性和准确性。

47、5、本技术提供的方法具备垃圾处理机制，以应对可能的异常情况。当垃圾数据被覆盖到有效区上限时，系统会自动将这些垃圾数据替换为环境底噪，并重新进行排序。这样的机制有效地防止了垃圾数据的长期积压，保障了系统的稳定性和长期可靠性。

48、6、本技术提供的方法可以实时监控喷吹过程中的能量计数和阀门状态，并提供反馈信息，以供其他系统或用户实时了解当前环境的声音状况和阀门状态。这种实时监控和反馈机制使系统更具智能化和可控性。