加氫空冷器泄漏檢測裝置設計.pdf

1、本文以中石化楊子石化芳烴廠1＃加氫裂化裝置的空氣冷卻器EC102為原型，設計檢測加氫空冷器泄漏的裝置。目前在EC102上使用的是可燃氣體檢漏報警裝置，而這種裝置存在較大的漏檢隱患，實時性也較差，且工作人員需要爬上空冷器架才可以查看氣體濃度數(shù)據，這種查看方式很不方便。針對上述可燃氣體檢漏裝置的缺陷，本文設計的檢漏裝置在保留氣體檢漏技術的基礎上增加超聲波檢漏技術，并使超聲波檢漏實現(xiàn)加氫空冷器的全面覆蓋，降低漏檢發(fā)生的概率，提高檢漏的實時性;

2、運用多傳感無線網絡通訊技術將每個傳感器采集的數(shù)據發(fā)送給安裝在現(xiàn)場的網關，網關融合超聲波信號和氣體濃度信號對泄漏進行判斷，提高對泄漏判斷的準確度，并用LCD顯示相關數(shù)據，也可將數(shù)據通過工廠網絡傳送至中控系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場泄漏情況的實時傳送。
　　本論文的主要內容如下:
　　1.設計氣體傳感器節(jié)點和超聲波傳感器節(jié)點分別檢測加氫空冷器發(fā)生泄漏時的兩個特征信號:可燃氣體信號和超聲波信號。氣體傳感器采用催化燃燒式可燃氣體傳感器TGS681

3、2-D00，設計放大電路、ZigBee電路，并編寫采樣、轉換和發(fā)送程序，得到空氣中可燃氣體的濃度數(shù)據，并將濃度數(shù)據發(fā)送給匯聚節(jié)點。分析超聲波檢漏的原理，選擇超聲波傳感器TC40-A18及設計超聲波傳感器節(jié)點位置模型，使超聲波檢漏實現(xiàn)加氫空冷器的全面覆蓋，在硬件上設計超聲波信號的模擬放大、濾波、程控放大電路、信號處理和ZigBee電路，軟件上設計FFT變換數(shù)字信號處理程序，提取泄漏信號的特征數(shù)據，并設計無線發(fā)送程序。對氣體和超聲波傳感器節(jié)

4、點進行功能測試，發(fā)現(xiàn)氣體傳感器節(jié)點可以檢測到可燃氣體的濃度，超聲波傳感器節(jié)點可以提取特征信號的幅值數(shù)據。
　　2.使用ZigBee通訊技術實現(xiàn)多傳感器節(jié)點和匯聚節(jié)點間網絡構建和數(shù)據傳輸。在網關上移植嵌入式Linux系統(tǒng)，并編寫LCD驅動程序。分析融合方法中的模糊理論，并給出了氣體濃度、氣體濃度變化率和超聲波聲壓級三個輸入量的隸屬度函數(shù)。在搭建的Linux系統(tǒng)上編寫多傳感融合應用程序，包括數(shù)據接收、數(shù)據預處理，融合判斷和LCD顯示。