閥門檢漏傳感器優(yōu)勢

閥門檢漏傳感器優(yōu)勢

  大家可能對閥門檢漏傳感器不是很熟悉，閥門檢漏傳感器到底有什么優(yōu)勢呢，這么值得大家這樣推崇，下面我們就帶大家詳細(xì)了解下閥門檢漏傳感器的特點(diǎn)及優(yōu)勢，

　第一、閥門檢漏傳感器認(rèn)知

　　針對不同的環(huán)境條件有不同的檢測閥門泄漏的方法以及相應(yīng)的傳感器元件。在眾多的閥門中，減壓閥是一種至關(guān)重要的安全裝置，當(dāng)管道和容器中形成危險(xiǎn)壓力時(shí)，它可用來保護(hù)設(shè)備和人員安全。閥門通常是關(guān)閉的，它僅受到彈簧力的控制，沒有受到其他輔助力量的控制。因此，這些閥門要求最大允許工作壓力和系統(tǒng)運(yùn)行壓力之間有一個(gè)余量。標(biāo)準(zhǔn)制造商的建議是系統(tǒng)壓力不應(yīng)該超過最大允許工作壓力的90%.當(dāng)運(yùn)行壓力接近閥門釋放點(diǎn)時(shí)，這個(gè)閥門就會像將要鳴哨的燒水壺一樣泄出氣體。當(dāng)密封面完好無損時(shí)，氣體排放和產(chǎn)品損失僅僅局限于過剩壓力的釋放。然而，隨著時(shí)間的推移，這些閥門將出現(xiàn)泄漏問題。據(jù)國外數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，30%的閥門有不同程度的泄漏，其中10%有非常嚴(yán)重的泄漏，它們是產(chǎn)品損耗和環(huán)境污染的主要根源。

　　減壓閥泄漏時(shí)會在周圍產(chǎn)生超聲波信號，而超聲波的中心頻率為30~40kHz.由于加速度傳感芯片最高只能檢測到頻率為10kHz的超聲波，因此，采用被動超聲波傳感元件來監(jiān)測減壓閥的泄漏。這種檢測方法是非侵害性的，超聲波傳感元件只需要用托架安裝在閥門旁邊，不會影響過程設(shè)備的正常運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)證明，這種檢測方法適用于大多數(shù)的減壓閥和隔離閥，對煉油廠和石化廠的閥門泄漏非常有效。然而這種檢測方法也有它的局限性，即不適用于氣體壓力小于0.21MPa的低壓應(yīng)用環(huán)境。低壓環(huán)境要求管道的氣體壓力至少應(yīng)為0.34MPa或更高，而且閥門的周圍環(huán)境沒有其他較高強(qiáng)度的超聲波；不能有效地檢測到液體泄漏，只能檢測到各種氣體或蒸汽。

　　為了彌補(bǔ)超聲波傳感元件的不足，可以使用表面安裝的溫度傳感元件，如管道表面安裝RTD或熱電偶。這種檢測方法針對管道流體溫度高于或低于環(huán)境溫度的情況是非常有效的。比如，管道出口處溫度升高，即使這時(shí)的氣流沒有使超聲波傳感元件工作，但泄漏仍然可以被檢測到；同樣，當(dāng)管道出口處溫度降低時(shí)，冷凍流體的泄漏也可以被監(jiān)測到。由于這種檢測方法不依賴于閥門氣體泄漏所產(chǎn)生的超聲波信號，所以它可以適用于檢測液體泄漏。

　　當(dāng)管道氣體或液體的溫度和環(huán)境溫度相近，閥門泄漏不會在周圍產(chǎn)生大的溫度變化時(shí)，就不能通過溫度傳感元件來檢測泄漏了。在這種情況下，采用壓力傳感元件來檢測閥門泄漏。壓力傳感元件被安裝在閥門的出口處，它可以檢測到超壓力的泄漏情況，但它不能檢測到少量的泄漏。

　　總之，閥門的泄漏檢測采用以超聲波傳感元件為主，溫度傳感元件和壓力傳感元件為輔的傳感器網(wǎng)絡(luò)，這樣可以可靠并及時(shí)地檢測到閥門的泄漏。

　　第二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

　　本文所研究的閥門檢漏儀表是基于IEEE802.15.4/ ZigBee協(xié)議的短距離無線通信的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。短距離無線通信是指采用小型的，短距離（一二百米有效范圍）的無線網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)低價(jià)位，低功耗，可替代線纜的無線數(shù)據(jù)和語音鏈路，為移動和工業(yè)，商業(yè)用戶提供各種服務(wù)。

　　目前，主流的短距離無線通信包括高速WPAN技術(shù)，低速WPAN技術(shù)（包括IEEE802.15.4/ZigBee和藍(lán)牙等），UWB高速無線通信技術(shù)等。不同的無線短程網(wǎng)和一些無線遠(yuǎn)程網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸率和傳輸距離的特性定位，它們都是按照無線傳輸數(shù)據(jù)，圖像，語音和實(shí)現(xiàn)無線監(jiān)控等不同要求而設(shè)計(jì)的。

　　短距離無線通信技術(shù)具有低成本，低功耗和對等通信三個(gè)重要特征和優(yōu)勢。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是一種沒有預(yù)定基礎(chǔ)設(shè)施支撐的，自組織可重構(gòu)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。在這些無線通信技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洌诺赖沫h(huán)境，業(yè)務(wù)的模式隨節(jié)點(diǎn)的移動而動態(tài)改變。它通過大量低成本，資源受限的傳感節(jié)點(diǎn)設(shè)備協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)某一特定任務(wù)。

　　ZigBee協(xié)議規(guī)范自問世以來，相關(guān)的芯片和協(xié)議棧的開發(fā)包和應(yīng)用都吸引了眾多的機(jī)構(gòu)投入人力和物力，且其仍在不斷地完善和發(fā)展。在應(yīng)用領(lǐng)域上，基于ZigBee的家居無線網(wǎng)絡(luò)和樓宇無線網(wǎng)絡(luò)等方面都獲得了相當(dāng)廣泛的接受和認(rèn)可；近幾年，隨著ZigBee協(xié)議的不斷完善和升級，它在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用也在逐漸成熟。

　　IEEE802.15.4/ZigBee網(wǎng)絡(luò)由三種類型節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，分別為協(xié)調(diào)器，路由節(jié)點(diǎn)和參數(shù)檢測點(diǎn)。閥門檢漏的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的各類型節(jié)點(diǎn)包括協(xié)調(diào)器，超聲波檢測節(jié)點(diǎn)，溫度檢測節(jié)點(diǎn)，壓力檢測節(jié)點(diǎn)和多個(gè)路由節(jié)點(diǎn)。IEEE802.15.4/ZigBee網(wǎng)絡(luò)的工作方式為：檢測節(jié)點(diǎn)按預(yù)設(shè)的周期測量采集數(shù)據(jù)，并經(jīng)路由節(jié)點(diǎn)或直接發(fā)送到協(xié)調(diào)器；協(xié)調(diào)器接收數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)保存到相應(yīng)寄存器內(nèi)，供監(jiān)控系統(tǒng)讀取。當(dāng)檢測節(jié)點(diǎn)無法直接與協(xié)調(diào)器通信時(shí)，通過路由節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與協(xié)調(diào)器之間的通信。

　　協(xié)調(diào)器是作為網(wǎng)關(guān)使用的，它負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和維護(hù)。考慮到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的兼容性，不能只考慮加入到某種DCS或PLC系統(tǒng)中，而是要能夠加入到任意控制系統(tǒng)中。鑒于各類控制系統(tǒng)采用各自的通信協(xié)議，如西門子采用Profibus，三菱采用CCLink等，而這些控制系統(tǒng)均提供 RS－232 /RS－485串口和使用M odbus協(xié)議。因此, 協(xié)調(diào)器與控制系統(tǒng)的接口采用了RS－232/RS－485 和 M odbus協(xié) 議。協(xié) 調(diào)器 電路 板由CC2430、 串口芯片和電源芯片等構(gòu)成。

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