一种探测储罐泄漏的监测系统论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种探测储罐泄漏的监测系统，包括沿储罐底部周向均匀设置的若干个第一电容式次声波传感器，且相邻两个所述第一电容式次声波传感器与所述储罐底部中心连线之间的夹角为30°；沿储罐外壁的竖直方向且平行于中心线每隔1000mm设置一个第二电容式次声波传感器，从下到上所述第一电容式次声波传感器的编号为a～l，所述第二电容式次声波传感器的编号为1～16。该实用新型的有益效果为通过设置电容式次声波传感器采集数据进行分析便可判断出泄漏点的大概位置和使用磁吸式电容次声波传感器的便携式装置，放入箱中方便携带，需要使用时将磁吸式电容次声波传感器吸附到罐壁上进行探测。

主设计要求

1.一种探测储罐泄漏的监测系统，其特征在于：包括沿储罐(1)底部周向均匀设置的若干个第一电容式次声波传感器(2)，且相邻两个所述第一电容式次声波传感器(2)与所述储罐(1)底部中心连线之间的夹角为30°；沿储罐(1)外壁的竖直方向且平行于中心线每隔1000mm设置一个第二电容式次声波传感器(3)，从下到上所述第一电容式次声波传感器(2)的编号为a～l，所述第二电容式次声波传感器(3)的编号为1～16。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种探测储罐泄漏的监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括用于所述第一电容式次声波传感器(2)、所述第二电容式次声波传感器(3)置放与检测的装置箱(4)，所述装置箱(4)上设置有用于置放的限位槽(5)和用于检测的监测屏(7)以及信号线(6)，所述装置箱(4)内设置有电信号放大采集模块、数据处理传输模块和数据监控显示模块。

3.如权利要求1所述的一种探测储罐泄漏的监测系统，其特征在于，所述第一电容式次声波传感器(2)与所述第二电容式次声波传感器(3)均为便于吸附在所述储罐(1)上的磁吸式电容次声波传感器，其型号为InSAS2008型。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及自控监测系统领域，特别涉及一种探测储罐泄漏的监测系统。

背景技术

随着近年来仪器仪表技术、现代信号处理技术以及计算机技术的不断发展，基于传感器的泄漏监测系统也逐渐普及。

基于次声波传感器的泄漏检测技术由于检测作用距离远，测量精度高，成为了一种重要的泄漏检测手段。

根据泄漏所激发出声波的数学模型，得到泄漏时的声压曲线和幅频曲线，可知泄漏瞬间产生的信号属于突发信号，泄漏持续阶段信号属于连续信号，并且泄漏声信号的能量集中在低频部分。泄漏产生的声波在介质中传播方式为表面波和流体波。

系统分为泄漏次声波采集模块、数据处理传输模块、数据监控显示模块。

次声波泄漏检测技术作为声波检测技术的分支，基于声学、流体力学、现代信号处理等相关理论，原理为泄漏时产生次声波的传播特性，主要研究的是泄漏时次声波的产生特点和采集方法。次声波频率低、波长长、传播速度快、传播过程中不易衰减等特性，有着广泛的应用和较好的发展前景。

也正是因为次声波特有的频率低、传播速度快等特点，该技术在前期研究时困难重重。次声波属于微弱信号，对微弱信号的检测是发展高新技术，探索以及发现新的自然规律的重要手段，对推动社会很多领域的发展都具有重要的应用价值。

国外现状：国外的泄漏检测技术起步早、研究深入，在系统性能、精确度等方面处于领先地位，目前已开发出多种成熟的商业软件。如今形成的较为成熟的理论体系和专用技术，已经被广泛的应用在泄漏监控系统上。

国外最具代表性的声波测漏系统是美国声学系统集成公司的产品，其开发的ASI音波测漏系统性能较好，能代表现阶段声波信号检测和定位技术的最高水平。

国内现状：国内在这方面的研究起步较晚，中国科学院声学研究所近几十年来致力于次声研究，在次声监测、大气次声传播、次声损伤效应以及次声防护等多方面取得了丰富的研究成果，至今已完成了八个型号的电容式次声波传感器的研制，其中几种型号可适用于次声波的声压测量和构建次声测量阵列来测定次声波的声源位置和传播特性。

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于储罐的一种探测泄漏的监测系统，可便捷高效探测大型储罐的泄漏点位置。

实用新型内容

本实用新型提供一种探测储罐泄漏的监测系统，可以实现上述背景技术中提出的技术效果。

本实用新型提供了一种探测储罐泄漏的监测系统，包括沿储罐底部周向均匀设置的若干个第一电容式次声波传感器，且相邻两个所述第一电容式次声波传感器与所述储罐底部中心连线之间的夹角为30°；沿储罐外壁的竖直方向且平行于中心线每隔1000mm设置一个第二电容式次声波传感器，从下到上所述第一电容式次声波传感器的编号为a～l，所述第二电容式次声波传感器的编号为1～16。

较佳地，所述监测系统还包括用于所述第一电容式次声波传感器、所述第二电容式次声波传感器置放与检测的装置箱，所述装置箱上设置有用于置放的限位槽和用于检测的监测屏以及信号线，所述装置箱内设置有电信号放大采集模块、数据处理传输模块和数据监控显示模块。

较佳地，所述第一电容式次声波传感器与所述第二电容式次声波传感器均为便于吸附在所述储罐上的磁吸式电容次声波传感器，其型号为InSAS2008型。

本实用新型的有益效果为：该探测储罐泄漏的监测系统，通过两组电容式次声波传感器的监测数据，第二电容式次声波传感器一组监测平面意义上的声波信号强度，第一电容式次声波传感器一组监测竖向意义上的声波信号强度，通过对两组数据结合分析，可快速便捷的判断出泄漏点所在的区域；该方式的优点便在于设计便捷，所需设备少。通过设置电容式次声波传感器采集数据进行分析便可判断出泄漏点的大概位置。本实用新型是基于利用次声波探泄漏的新型技术，使用磁吸式电容次声波传感器的便携式装置，该装置的主要组成为自控的监测屏及磁吸式电容次声波传感器，磁吸式电容次声波传感器与监测屏接线，放入箱中方便携带，需要使用时将磁吸式电容次声波传感器吸附到罐壁上进行探测。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种探测储罐泄漏的监测系统布置示意图；

图2为本实用新型提供的一种探测储罐泄漏的监测系统的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种探测储罐泄漏的监测系统原理示意图。

附图标记说明：1-储罐；2-第一电容式次声波传感器；3-第二电容式次声波传感器；4-装置箱；5-限位槽；6-信号线；7-监测屏。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的一种探测储罐泄漏的监测系统，包括沿储罐1底部周向均匀设置的若干个第一电容式次声波传感器2，且相邻两个所述第一电容式次声波传感器2与所述储罐1底部中心连线之间的夹角为30°；沿储罐1外壁的竖直方向且平行于中心线每隔1000mm设置一个第二电容式次声波传感器3，从下到上所述第一电容式次声波传感器2的编号为a～l，所述第二电容式次声波传感器3的编号为1～16。

所述监测系统还包括用于所述第一电容式次声波传感器2、所述第二电容式次声波传感器3置放与检测的装置箱4，所述装置箱4上设置有用于置放的限位槽5和用于检测的监测屏7以及信号线6，所述装置箱4内设置有电信号放大采集模块、数据处理传输模块和数据监控显示模块。

所述第一电容式次声波传感器2与所述第二电容式次声波传感器3均为便于吸附在所述储罐1上的磁吸式电容次声波传感器，其型号为InSAS2008型。

如图1所示泄漏点，在泄漏的瞬间，储罐的压力平衡被打破，造成储罐内流体弹性力量的释放，此时引起瞬时音波振荡。在储罐中，音波从破裂的泄漏点，沿着储罐流体以音速扩张；则通过储罐1底部的一组第一电容式次声波传感器2可监测判断出泄漏区域平面意义上位于编号e与编号f之间，通过竖直的一组第二电容式次声波传感器3可监测判断出泄漏区域竖直意义上在编号10与编号11之间，结合这两个区间，便可快速判断泄漏点的大致位置，便于针对性查找。其中的第一电容式次声波传感器2与第二电容式次声波传感器3采集泄漏点的次声信号，并将次声信号转化生电信号，经过电信号放大采集模块、数据处理传输模块和数据监控显示模块将电信号显示在监测屏7上，根据电信号的强弱判断泄漏点的范围。

本实用新型的有益效果为：该探测储罐泄漏的监测系统，通过两组电容式次声波传感器的监测数据，第二电容式次声波传感器3一组监测平面意义上的声波信号强度，第一电容式次声波传感器2一组监测竖向意义上的声波信号强度，通过对两组数据结合分析，可快速便捷的判断出泄漏点所在的区域；该方式的优点便在于设计便捷，所需设备少。通过设置电容式次声波传感器采集数据进行分析便可判断出泄漏点的大概位置。本实用新型是基于利用次声波探泄漏的新型技术，使用磁吸式电容次声波传感器的便携式装置，该装置的主要组成为自控的监测屏7及磁吸式电容次声波传感器，磁吸式电容次声波传感器与监测屏7接线，放入箱中方便携带，需要使用时将磁吸式电容次声波传感器吸附到罐壁上进行探测。

以上公开的仅为本实用新型的具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

设计图

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