閥門(mén)檢漏傳感器優(yōu)勢(shì)

  大家可能對(duì)閥門(mén)檢漏傳感器不是很熟悉，閥門(mén)檢漏傳感器到底有什么優(yōu)勢(shì)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(mén)檢漏傳感器的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，

　第一、閥門(mén)檢漏傳感器認(rèn)知

　　針對(duì)不同的環(huán)境條件有不同的檢測(cè)閥門(mén)泄漏的方法以及相應(yīng)的傳感器元件。在眾多的閥門(mén)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(lái)保護(hù)設(shè)備和人員安全。閥門(mén)通常是關(guān)閉的，它僅受到彈簧力的控制，沒(méi)有受到其他輔助力量的控制。因此，這些閥門(mén)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(guò)最大允許工作壓力的90%.當(dāng)運(yùn)行壓力接近閥門(mén)釋放點(diǎn)時(shí)，這個(gè)閥門(mén)就會(huì)像將要鳴哨的燒水壺一樣泄出氣體。當(dāng)密封面完好無(wú)損時(shí)，氣體排放和產(chǎn)品損失僅僅局限于過(guò)剩壓力的釋放。然而，隨著時(shí)間的推移，這些閥門(mén)將出現(xiàn)泄漏問(wèn)題。據(jù)國(guó)外數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，30%的閥門(mén)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(huì)在周圍產(chǎn)生超聲波信號(hào)，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(cè)到頻率為10kHz的超聲波，因此，采用被動(dòng)超聲波傳感元件來(lái)監(jiān)測(cè)減壓閥的泄漏。這種檢測(cè)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(mén)旁邊，不會(huì)影響過(guò)程設(shè)備的正常運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)證明，這種檢測(cè)方法適用于大多數(shù)的減壓閥和隔離閥，對(duì)煉油廠和石化廠的閥門(mén)泄漏非常有效。然而這種檢測(cè)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(mén)的周圍環(huán)境沒(méi)有其他較高強(qiáng)度的超聲波；不能有效地檢測(cè)到液體泄漏，只能檢測(cè)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(cè)方法針對(duì)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(méi)有使超聲波傳感元件工作，但泄漏仍然可以被檢測(cè)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(cè)到。由于這種檢測(cè)方法不依賴于閥門(mén)氣體泄漏所產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，所以它可以適用于檢測(cè)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(mén)泄漏不會(huì)在周圍產(chǎn)生大的溫度變化時(shí)，就不能通過(guò)溫度傳感元件來(lái)檢測(cè)泄漏了。在這種情況下，采用壓力傳感元件來(lái)檢測(cè)閥門(mén)泄漏。壓力傳感元件被安裝在閥門(mén)的出口處，它可以檢測(cè)到超壓力的泄漏情況，但它不能檢測(cè)到少量的泄漏。

　　總之，閥門(mén)的泄漏檢測(cè)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(cè)到閥門(mén)的泄漏。

　　第二、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

　　本文所研究的閥門(mén)檢漏儀表是基于IEEE802.15.4/ ZigBee協(xié)議的短距離無(wú)線通信的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。短距離無(wú)線通信是指采用小型的，短距離（一二百米有效范圍）的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)低價(jià)位，低功耗，可替代線纜的無(wú)線數(shù)據(jù)和語(yǔ)音鏈路，為移動(dòng)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(wú)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(wú)線通信技術(shù)等。不同的無(wú)線短程網(wǎng)和一些無(wú)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(wú)線傳輸數(shù)據(jù)，圖像，語(yǔ)音和實(shí)現(xiàn)無(wú)線監(jiān)控等不同要求而設(shè)計(jì)的。

　　短距離無(wú)線通信技術(shù)具有低成本，低功耗和對(duì)等通信三個(gè)重要特征和優(yōu)勢(shì)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是一種沒(méi)有預(yù)定基礎(chǔ)設(shè)施支撐的，自組織可重構(gòu)的多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在這些無(wú)線通信技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?，信道的環(huán)境，業(yè)務(wù)的模式隨節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)而動(dòng)態(tài)改變。它通過(guò)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(wèn)世以來(lái)，相關(guān)的芯片和協(xié)議棧的開(kāi)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)和樓宇無(wú)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(jí)，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(cè)點(diǎn)。閥門(mén)檢漏的無(wú)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(cè)節(jié)點(diǎn)，溫度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，壓力檢測(cè)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(cè)節(jié)點(diǎn)按預(yù)設(shè)的周期測(cè)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(cè)節(jié)點(diǎn)無(wú)法直接與協(xié)調(diào)器通信時(shí)，通過(guò)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(wú)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(mén)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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