危险化学品输送管道泄漏检测系统设计

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危险化学品输送管道的泄漏检测是保证安全生产的重要环节。由于危险化学品的强腐蚀、易燃、易爆、有毒、放射性等危险特性,危险化学品输送管道泄漏检测系统要具有响应时间快、灵敏度高、定位精确等功能,同时也要求使用和维护操作简便,而当前基于声波法的危险化学品输送管道泄漏检测系统应用很少。因此,危险化学品输送管道泄漏检测系统的设计与应用是保障危险化学品领域安全生产的必要前提。本课题以危险化学品输送管道为研究对象,通过设计增益可远程调节的管道泄漏检测现场仪表提高系统的可操作性,提出基于双移动窗和功率谱比对的信号特征提取方法提高特征提取的有效性,建立了基于SVDD的无泄漏样本信号条件下危险化学品输送管道泄漏诊断模型,解决危险化学品输送管道不能获取真实“模拟泄漏信号”的难题,从而为减少误报,消除漏报提供了必要的技术手段。由于同一型号传感器在不同的管道输送介质中的输出信号特性相似。本课题从同一型号传感器在天然气输送管道上的信号入手,分析、比较了正常动态压力信号和泄漏动态压力信号的功率谱的异同,提出了基于双移动窗和功率谱比对的信号特征提取方法和步骤。然后,将该特征提取方法应用在危险化学品输送管道动态压力信号的特征提取中。然后,建立了基于SVDD的无泄漏样本信号条件下的泄漏诊断模型。在危险化学品输送管道的泄漏检测系统设计中,一方面设计了基于STM32微处理器的现场仪表,现场仪表能接收嵌入式远程终端单元(RTU)的信号逐级放大调节指令,将压电式压力传感器的输出信号按指令要求的放大倍数放大,最后输出4-20mA标准信号;另一方面改进了集成RS-485串行通信总线功能的嵌入式远程终端单元(RTU),RTU不仅能够采集现场仪表的输出信号,以网络通信方式传输至监控服务器,而且能够接收监控服务器发送的仪表放大倍数调节指令,将调节指令经RS-485串行通信总线转发至现场仪表。最后,在液氯输送管道中以液氮为实验介质,通过模拟泄漏对该系统进行了检验,系统全部做出了正确报警。连续运行结果表明:本文设计的危险化学品输送管道泄漏检测系统误报率低,并且能够有效诊断管道的泄漏。
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