压力介质管路的监测装置、方法及应用该装置的冷库监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及管路泄漏检测【技术领域】，公开一种压力介质管路的监测装置、方法及应用该装置的冷库监测系统。该监测装置包括两组压力传感器和流量传感器，分别用于检测管路内首端测点及末端测点的压力和流量；其控制器接收首端测点的压力和流量、末端测点的压力和流量，并利用判定模型确定所述管路的工作状态；其中，判定模型包括下述泄漏判定模块：根据计算中间压力参量P*，式中：t为当前时刻，t-1为上一时刻，A为首端测点，B为末端测点，S为管路摩擦阻力；将所述中间压力参量P*与所述末端测点的t时刻压力进行比较，以为条件，获得当前存在管路泄漏的判断结果。本发明除能够可靠稳定的进行泄漏判定外，还可进一步进行漏点位置的精确定位。
【专利说明】压力介质管路的监测装置、方法及应用该装置的冷库监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及管路泄漏检测【技术领域】，尤其涉及一种压力介质管路的监测装置、方法及应用该装置的冷库监测系统。
【背景技术】
[0002]冷库也称冷藏库，它通过人工制冷的方法可获取稳定的低温环境，并以该功能特点广泛应用于贮藏保鲜等场合。目前，根据制冷用制冷剂的不同，可分为氨机冷库和氟机冷库。
[0003]作为制冷介质的氨具有良好的热物性和环境友好性，多数(80%以上)冷库采用氨制冷系统。众所周知，氨属于高毒害物质，对皮肤、黏膜及眼睛具有腐蚀性，甚至是造成呼吸系统的灼伤；此外，在空间内的积聚浓度达到一定值时，还有潜在的燃烧、爆炸危险。实际使用过程中，制冷系统冷库一旦发生氨泄漏事故，极可能导致伤人、死人事故，给企业、行业造成巨大损失和危害。显然，氨制冷系统管道的安全监测在冷库安全运行中占有重要地位。
[0004]现有技术中，冷库氨制冷系统的安全监测主要是通过氨气体探测器，即当库内或机房内的氨气浓度达到一定的警戒值时，则启动相应的报警和应急处置机制，从而保障库内生命和财产安全；例如，采用氨浓度报警器设定报警浓度阈值。然而，受其具体配置原理的限制，报警浓度阈值的确定直接影响其实际使用效果；如报警浓度设计过低，会导致频发报警，甚至出现误报；过高的话则会增加安全风险。因此，存在监测系统工作稳定性较低的缺陷。
[0005]另外，该监测方式仅限于氨泄漏的判断，无法进一步精确定位泄漏点。当已确定出现氨泄漏时，需要维护人员进入现场确定泄漏点的具体位置，进行维修，过程中存在危害维护人员的可能性。
[0006]应当理解的是，在其他设备或者装备的压力介质管路中，上述泄漏问题同样存在。
[0007]因此，针对以上不足，需要另辟蹊径提供一种压力介质泄漏检测技术，以有效提升泄漏检测的可靠性及稳定性。
【发明内容】
[0008](一 )要解决的技术问题
[0009]本发明要解决的技术问题是现有压力介质泄漏监测技术所存在的工作可靠性和稳定性较低的问题。本发明进一步要解决的技术问题是现有监测技术无法有效确定泄漏点的缺陷。
[0010](二)技术方案
[0011]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种压力介质管路的监测装置，包括:第一压力传感器和第一流量传感器，分别用于检测所述管路内首端测点的压力和流量；第二压力传感器和第二流量传感器，分别用于检测所述管路内末端测点的压力和流量；和控制器，接收所述首端测点的压力和流量、末端测点的压力和流量，并利用判定模型确定所述管
路的工作状态；其中，所述判定模型包括下述泄漏判定模块:根据P* = PjT1 S(Qt8)2,
计算中间压力参量P%式中:t为当前时刻，t-ι为上一时刻，A为首端测点，B为末端测点，S为管路摩擦阻力；将所述中间压力参量P*与所述末端测点的t时刻压力进行比较，以
P* > Pg为条件，获得当前存在管路泄漏的判断结果。
[0012]优选的，所述判定模型还包括以当前存在管路泄漏为条件启用的下述漏点定位模
块:根据ΔΡ = Pjr1 — (a(QlB)2 + bQlB + O汁算管道首端测点的压力降计算值ΛΡ，式
中:a，b，c为泵特性曲线参数；并根据X = Ld-ΛΡ' /ΔΡ)计算获得漏点位置至首端测点之间的距离X，式中:L为首端测点至末端测点的距离，ΛΡ,为计算实际管道首端的压力
降，ΔΡ' 二 Pl-1 — P|。
[0013]优选的，所述泵特性曲线参数a，b，C，以P = a(Q)2+bQ+c为模型，根据实验测量或者泵出厂标定选择三组对应的压力P和流量Q计算获得。
[0014]优选的，根据S = f/2Dp C2*L计算获得所述管路摩擦阻力S ;式中:f为摩擦阻力系数，D为管道外径，P为液体密度，C为管道截面积。
[0015]优选的，还包括数据采集仪，所述数据采集仪用于将所述首端测点的压力和流量、末端测点的压力和流量实时传送至所述控制器。
[0016]本发明还提供了一种冷库监测系统，包括如前所述的压力介质管路的监测装置，用于监测氨气管路。
[0017]本发明还提供了一种压力介质管路的监测方法，所述方法包括下述步骤:
[0018]在所述管路的首端和末端分别设定首端测点和末端测点；
[0019]实时采集所述首端测点的压力和流量，以及所述末端测点的压力和流量；
[0020]根据F二 Pf1 - S(QtB)2,计算中间压力参量P%式中:t为当前时刻，t-l为上一时刻，A为首端测点，B为末端测点，S为管路摩擦阻力；将所述中间压力参量P*与所述末端测点的t时刻压力进行比较，以F > Pet为条件，获得当前存在管路泄漏的判断结果。
[0021]优选的，以当前存在管路泄漏为条件，根据ΔΡ = Pj-1 — (a(Q^)2 + bQl + c)
计算管道首端测点的压力降计算值ΛΡ，式中:a，b，c为泵特性曲线参数；并根据X =L(1-AP' /ΔΡ)计算获得漏点位置至首端测点之间的距离X，式中:L为首端测点至末端测
点的距离，ΛΡ'为计算实际管道首端的压力降，ΔΡ, = P^t1-
[0022]优选的，P = a(Q)2+bQ+c+c)为模型，根据实验测量或者泵出厂标定选择三组对应的压力P和流量Q，计算获得所述泵特性曲线参数a，b，C。
[0023]优选的，根据S = f/2Dp C2*L计算获得所述管路摩擦阻力S ;式中:f为摩擦阻力系数，D为管道外径，P为液体密度，C为管道截面积。
[0024](三)有益效果
[0025]本发明的上述技术方案具有如下优点:
[0026]本发明通过在管路的首端和末端分别设定首端测点和末端测点，实时采集相应测点的压力和流量，并以此作为当前工作状态判定的模型参量；获得中间压力参量P*后与当
前时刻的末端测点压力PBt进行比较，若P* > PtB则确定当前存在管路泄漏的。与现有技术
相比，本发明有效利用压力和流量参数，并将参数通过模型放大后易于辨别微小泄漏，可适用于任何泄漏量故障的检测，大大提高了系统监测的工作可靠性和稳定性。同时，基于上述工作原理可知，一方面，本发明在实际工作过程中不会频繁触发报警，具有设备使用寿命相对较长的特点；另外，选用压力和流量作为判定基本参数，可完全规避信号源被干扰影响检测精度的问题。
[0027]进一步地，在及时可靠获得当前存在泄漏状况的基础上，本发明还增设有漏点定
位功能。具体地，以
【权利要求】
1.一种压力介质管路的监测装置，其特征在于，包括: 第一压力传感器和第一流量传感器，分别用于检测所述管路内首端测点的压力和流量; 第二压力传感器和第二流量传感器，分别用于检测所述管路内末端测点的压力和流量;和 控制器，接收所述首端测点的压力和流量、末端测点的压力和流量，并利用判定模型确定所述管路的工作状态； 其中，所述判定模型包括下述泄漏判定模块: 根据
2.根据权利要求1所述的压力介质管路的监测装置，其特征在于，所述判定模型还包括以当前存在管路泄漏为条件启用的下述漏点定位模块: 根据
3.根据权利要求2所述的压力介质管路的监测装置，其特征在于，所述泵特性曲线参数a，b，c，以P = a(Q)2+bQ+c为模型，根据实验测量或者泵出厂标定选择三组对应的压力P和流量Q计算获得。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压力介质管路的监测装置，其特征在于，根据S = f/2Dp C2*L计算获得所述管路摩擦阻力S ;式中:f为摩擦阻力系数，D为管道外径，P为液体密度，C为管道截面积。
5.根据权利要求4所述的压力介质管路的监测装置，其特征在于，还包括数据采集仪，所述数据采集仪用于将所述首端测点的压力和流量、末端测点的压力和流量实时传送至所述控制器。
6.一种冷库监测系统，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的压力介质管路的监测装置，用于监测氨气管路。
7.一种压力介质管路的监测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤: 在所述管路的首端和末端分别设定首端测点和末端测点； 实时釆集所述首端测点的压力和流量，以及所述末端测点的压力和流量； 根据
8.根据权利要求7所述的压力介质管路的监测方法，其特征在于，以当前存在管路泄漏为条件，根据
9.根据权利要求8所述的压力介质管路的监测方法，其特征在于，以P=a(Q)2+bQ+c+c)为模型，根据实验测量或者泵出厂标定选择三组对应的压力P和流量Q，计算获得所述泵特性曲线参数a，b，C。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的压力介质管路的监测方法，其特征在于，根据S=f/2DP C2*L计算获得所述管路摩擦阻力S ;式中:f为摩擦阻力系数，D为管道外径，P为液体密度，C为管道截面 积。
【文档编号】F17D5/02GK104033732SQ201410257910
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】唐俊杰, 司春强, 王昕 , 马进 申请人:北京二商集团有限责任公司西郊食品冷冻厂, 国内贸易工程设计研究院