一种微功耗电池供电爆管保护装置的制作方法

本技术涉及工业自动化控制，尤其涉及油气管道运输领域的一种阀门气液执行机构。

背景技术：

1、气液联动执行机构是一种以燃气管道中的天然气或独立氮气作为动力源，液压油作为驱动介质，由气体推动液压油，传动到扭矩输出机构输出扭矩，从而驱动管线阀门开启和关闭的安全装置。除实现阀门正常开关功能外，气液执行机构还可搭载各种控制功能和连锁信号输入，实现事故判断和自动关阀保护，尽可能缩小燃气管道的事故范围及减轻事故造成的危害。

2、气液联动执行机构是由扭矩输出机构(油缸+拨叉机构)、气液转换单元、气体控制组件、防爆电子控制单元四部分组成。其中，电子爆管单元连接压力变送器，用于监测和记录天然气管线压力，记录管道运行状态和管线异常事件。当管线压力异常且符合爆管保护条件时，电子爆管保护单元会使lbp电磁阀带电，整个气液执行机构会产生关阀动作。检测到破管后及时关阀的操作，尽最大程度地缩小了燃气管道的事故范围，减轻了事故造成的危害。

3、由于气液联动执行机构本身属于石油天然气管道设备，可能会被安装于偏远山区或者一些荒无人烟的地区的长输管道球阀上。这些地区往往交通不便，无法提供市电，在一些光照常年不足的地区，甚至连太阳能控制器也无法充电给蓄电池，只能使用电池供电。如果电控单元本身耗电量较高，则会导致电池电量很快被耗光，需要频繁更换电池，耗费大量人力、财力。

4、现有市面上的其它类型的电子爆管保护单元的耗电能较高，需要外电源供电或接入太阳能电池板供电，在那些比较偏远的地区根本无法在长期无人值守维护的情况下使用。

技术实现思路

1、为了解决现有市面上其它的气液联动执行机构爆管保护单元在功耗、人机界面友好性等方面存在的问题和不足，本实用新型提出一种微功耗电池供电爆管保护装置，基于微功耗智能电子主控板，能实现在无市电和无太阳能电池板供电的极端恶劣环境下，依靠锂电池也能正常长期运行。这种微功耗节能用电的方式，使得更换电池的周期大大降低，只需要定期更换(通常是一年以上)锂电池即可。无需频繁更换电池，延长了气液联动执行器的连续使用周期，也大大节约了经济成本、时间成本和人力成本。

2、本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种微功耗电池供电爆管保护装置，包括微控制器、压力变送器、阀位指示器、电磁阀、显示器和锂电池，其中：所述压力变送器的信号输出端连接微控制器的信号输入端，用于将采集的管线压力信号转换为电信号后发送给微控制器，微控制器经过数据处理后发送给显示器进行管线压力值显示；所述阀位指示器的信号输出端连接微控制器的信号输入端，用于将干触点信号发送给微控制器，微控制器判断出阀位状态后发送给显示器进行显示；所述电磁阀的控制信号输入端连接微控制器的控制信号输出端，用于在管线压力异常且符合爆管保护条件时，根据微控制器的控制信号执行关阀动作；所述锂电池的电源输出端连接微控制器的电源输入端，用于向微控制器进行供电。

4、进一步地，还设置有用于查询和设置参数的多个操作按键，所述操作按键的信号输出端电连接微控制器的信号输入端。

5、进一步地，所述显示器设置为oled显示器。

6、进一步地，所述阀位状态信息包括阀门全开、阀门全关和阀门异常。

7、进一步地，所述阀位状态信息通过导电线传输给数据采集与监视控制系统。

8、进一步地，所述相关参数数据包括参数设定值、温度、管压和电池电压。

9、本实用新型的有益效果在于：

10、1、微功耗设计：本实用新型微功耗电池供电爆管保护装置内部的主控电路板采用低功耗设计，硬件上采用多个低功耗芯片，软件上通过优化压力采样方式和加入系统休眠模式，进一步降低了系统功耗。微功耗设计使得整个系统能保证在不换电池的情况下，保证连续使用1年以上。

11、2、本实用新型已通过专业权威机构的高低温测试，高低温技术成熟、微功耗做的很好，能适应苛刻的环境条件。经检测，-40.6℃的低温环境下，当压力采样周期为15秒时，整个系统的平均能耗功率仅为14.57mw。在80.0℃的高温环境下，当压力采样周期为15秒时，整个系统的平均能耗功率仅为14.27mw，无论在高温还是低温环境下，电控系统都能正常运行。

12、3、系统智能化设计：本实用新型有管压监视功能，报警和数据记录可查，可以实现系统管理和故障自诊断和自动报警。这样的设计使得出现了破管能立即采取关阀动作，并能回查管线异常事件记录，使得管线气体运输更安全可靠。

13、4、人机界面友好性：本实用新型采用的oled显示器(零下40℃低温显示，全天候可看实时数据)，中/英文双语界面(可手动切换)，显示器功耗原本就很低，且当一段时间不操作时，还能自动熄屏进一步降低功耗。

14、5、本实用新型的主控电路板内部芯片均选用了稳定可靠的芯片和电磁继电器，加强了系统的稳定性和可靠性。此外，在设计好pcb制板生产时，提高了印刷板制作工艺水平，在制板焊接完成后还使用了三防漆进行了喷漆处理，有效地防氧化，提高了电控单元适应恶劣的现场环境的能力。

技术特征：

1.一种微功耗电池供电爆管保护装置，其特征在于，包括微控制器、压力变送器、阀位指示器、电磁阀、显示器和锂电池，其中：

2.根据权利要求1所述的一种微功耗电池供电爆管保护装置，其特征在于，还设置有用于查询和设置参数的多个操作按键，所述操作按键的信号输出端连接微控制器的信号输入端。

3.根据权利要求1所述的一种微功耗电池供电爆管保护装置，其特征在于，所述显示器设置为oled显示器。

4.根据权利要求1所述的一种微功耗电池供电爆管保护装置，其特征在于，所述阀位状态信息包括阀门全开、阀门全关和阀门异常。

5.根据权利要求1所述的一种微功耗电池供电爆管保护装置，其特征在于，所述阀位状态信息通过导电线传输给数据采集与监视控制系统。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种微功耗电池供电爆管保护装置，其特征在于，相关参数数据包括参数设定值、温度、管压和电池电压。

技术总结
本技术公开了一种微功耗电池供电爆管保护装置，包括微控制器、压力变送器、阀位指示器、电磁阀、显示器和锂电池，其中压力变送器的信号输出端连接微控制器的信号输入端，用于将采集的管线压力信号转换为电信号后发送给微控制器，微控制器经过数据处理后发送给显示器进行管线压力值显示；阀位指示器的信号输出端连接微控制器的信号输入端，用于将干触点信号发送给微控制器，微控制器判断出阀位状态后发送给显示器进行显示；电磁阀的控制信号输入端连接微控制器的控制信号输出端，用于在管线压力异常且符合爆管保护条件时根据微控制器的控制信号执行关阀动作。

技术研发人员：梁景云,陈亮,艾正龙,赵万里,赵茂强,杨龙,张敏,卢小涛
受保护的技术使用者：成都中寰流体控制设备股份有限公司
技术研发日：20221223
技术公布日：2024/1/13