基于ZigBee技术的气体阀门泄漏检测系统

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1、学兔兔www.xuetutu.com■技术交流石油和化工设备一一2013年第16卷基于ZigBee技术的气体阀门泄漏检测系统管士涛，陈均伟(国家知识产权局专利局专利协作广东中心，广东广州510530)[摘要]介绍了一种基-I-ZigBee技术的气体阀门泄漏检测系统，使用ZigBee技术可实现对流程工业中气体阀门泄漏情况的检测，同时可有效地控制检测系统的成本。[关键词]ZigBee；气体阀门；泄漏；检测系统：应用目前，在工业生产和社会生活中大量使用着阀门泄漏的位置，并且及时进行补漏，对于节约储存和输送各种介质的管道，连接和控制这些管能源、降低成本、提高企业的经济效率，具有重道中介质运动的

2、是各种各样的阀门，如石油、天大意义。然气的采集，炼油、石化、化工等流程工业中各l气体阀门泄漏检测系统的构建种管道和储油罐、储气罐上的卸压阀、隔离阀、旁通阀以及工厂中蒸汽管道中的疏水阀等。阀门是工业自动控制系统及安全防护系统的核心执行元件，被称为石化工业的“咽喉”。阀门的性能和状态不仅影响着石化工业生产过程的质量和安．～￡．—．-■-_全，而且对企业的能源效率产生较大影响。阀门_I_-一⋯“～：_。-⋯⋯⋯≯一般安装在人员不易到达或难以触及的地方(如{储罐或反应罐项部的卸压阀)，往往要用特殊装。∞■■。。。j～～～．．一一置和采取安全措施进行现场检查。通常方法是定-。。期将卸压阀拆下，取

3、回车间，用专门的设备进行图1气体阀门泄漏检测系统布置图检测和试验。在未发生任何泄漏事件时，规定5年一对卸压阀检查一次。在例行检查中约有30％的卸压阀存在某种程度的泄漏，已超过允许值，其中约有1O％泄漏严重，成为产品泄漏和污染的主要来源。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功射耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之问进行数据传输以及典型的有周期性数焉．t据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。图2气体阀门泄漏检测系统结构框图ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于cDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动气体阀门

4、泄漏检测系统的布置如图l所示，气网络基站。通讯距离从标准的75mN几百米、几体阀门泄漏检测系统结构框如图2所示。该系统包千米，并且支持无限扩展。括无线压力变送器5、表贴式无线温度变送器6、本文针对现有储存和输送压缩气体管道的无线超声泄漏传感器7和无线网关3和计算机4，无阀门需要预见性检测的问题，提出了一种基于作者简介：管士涛(1980_-)，男，山东梁山人，本科学历，在ZigBee无线传输技术的气体阀门泄漏检测系统，国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心工作，专业研究方向通过ZigBee无线传感器网络的布置可准确地判断为计量测试、控制技术。学兔兔www.xuetutu.com第10期

5、管士涛等基于ZigBee技术的气体阀门泄漏检测系统一53一线压力变送器5安装于管道2上，靠近被测阀门1，能量主要分布在10kHz~50kHz之间，并且超声信表贴式无线温度变送器6安装在管道2靠近阀门1号在40kHz时的漏气超声波能量比较大，而且漏气处，无线超声泄漏传感器7安装在阀门1旁侧，各声和本底噪声能量差值最大。因此，可以将40kHz传感器采集的现场信息通过zigbee网络与无线网关作为阀门泄漏产生超声信号的中心频率，通过检3连接，网关3通过有线方式与计算机4通信，计算测中心频率附近超声信号的强度，确定阀门是否机4上的分析软件通过这些数据分析判断阀门1的存在漏点。其超声传感器利用以

6、上方式检测并采泄漏情况。集阀门气体泄漏时产生的超声信号，通过zigbee网络上传至无线网关。无线压力变送器安装在管道两侧，电池供电免维护。该部分利用压力分布法进行检测。在管无线网关接收各类无线传感器上传的信号，道沿线的各个截断阀处，分别设置无线压力传感通过有线方式将处理打包后的数据上传至计算器作为无线检测系统的输入并同时采集压力信号机。计算机安装了分析软件，通过获得的压力曲汇总后构成该管道整体压力的分布图，最后依据线的变化特征、温度曲线的变化特征、超声泄漏压力曲线的变化特征确定泄漏位置和泄漏程度。特征曲线的变化特征，来综合分析阀门泄漏情由于地理环境和气候的变化以及管道支线的增况，包括是

7、否泄漏，泄漏量的大小，并作出相应多，可能出现异常的曲线变化而出现误操作的情的综合分析曲线，并将数据存储。况，但使用无线压力传感器可实时对相应变化作2ZigBee网络的建立方法出相应的检测点的调整，从而增加检测的准确性ZigBee网络单元中含有网络路由器、网络协和灵活性。无线压力变送器采集气体阀门两侧管调器、终端接收器三类设备。ZigBee网络路由器路的压力变化信号，通过zigbee~]络上传至无线网最复杂，它包含所有的网络消息，存储容量最关。大