一種密封件泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及密封件泄漏監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種介質(zhì)(氣體或液體)泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備、系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]美國(guó)于1983年要求煉油廠實(shí)施設(shè)備與管閥件泄漏檢測(cè)與維修(LDAR，leakdetect1n and repair)計(jì)劃，歐盟于1999年建議成員國(guó)煉油廠實(shí)施LDAR，控制煉油裝置設(shè)備及管閥件泄漏排放。歐美石化企業(yè)LDAR測(cè)量數(shù)據(jù)顯示無組織排放約占原油加工量的0.04%?0.08%。
[0003]LDAR常用氫火焰離子化(FID)或光離子化(PID)傳感器探測(cè)已經(jīng)逸散泄漏到空氣中的VOCs總量(THC、TV0C和NMTHC);如果需要區(qū)分總的VOCs污染物中含有何種組分以追蹤泄漏源，則需要應(yīng)用成本更高的氣相色譜(GC)-FID/PID/質(zhì)譜(MSD)、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)或差分吸收光譜(DOAS)等檢測(cè)技術(shù)，采樣時(shí)間長(zhǎng)、響應(yīng)速度慢、設(shè)備標(biāo)定維護(hù)成本高。
[0004]自1999年美國(guó)API開始試驗(yàn)用紅外激光成像法檢測(cè)設(shè)備管件VOCs、HAPs和易燃易爆氣體的泄漏(Smart-LDAR)。基于紅外吸收的氣體探測(cè)專用熱像儀的Smart-LDAR泄漏檢出極限在1.67?1.67*103mg/min范圍內(nèi)，與背景熱源、風(fēng)速、物料和測(cè)試距離等因素密切有關(guān)。
[0005]現(xiàn)有的LDAR和Smart-LDAR泄漏檢測(cè)方法是一種人工、離線檢測(cè)方法(參見圖1)，無法檢測(cè)“三高(高低溫交變、高危、超高)”部位的泄漏，檢測(cè)精度受背景熱源、風(fēng)速、物料和測(cè)試距離等因素影響很大。而且現(xiàn)行的LDAR和Smart-LDAR方法是定期(一般為每月或每季)檢測(cè)泄漏到空氣中的V0Cs、HAPs和易燃易爆氣體含量(ymol/mol或ppmv)，無法檢測(cè)超高部位環(huán)境空氣中的VOCs、HAPs和易燃易爆氣體含量。LDAR很難檢測(cè)劇毒等高危部位的污染氣體含量，Smart-LDAR無法檢測(cè)閥門管件中< 10ppmv或1.98sccm的微泄漏(以甲燒計(jì)泄漏率為1.67mg/min)。無論是常規(guī)LDAR還是Smart-LDAR，是一種通過檢測(cè)泄漏源鄰域環(huán)境空氣中的污染氣體含量、間接地估算泄漏源泄漏率的離線檢測(cè)方法，其準(zhǔn)確度和精度受氣體種類、檢測(cè)時(shí)的氣象條件(風(fēng)速)和檢測(cè)位置距泄漏源距離等外界因素的影響或干擾；加之每月或每季才檢測(cè)一次，各次檢測(cè)時(shí)的氣象條件大不相同，用于估算年度VOCs排放量時(shí)誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種密封件泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備、系統(tǒng)及方法，以提高介質(zhì)泄漏量的檢測(cè)精度，提高時(shí)效性、安全性，并可實(shí)現(xiàn)一種設(shè)備對(duì)多種介質(zhì)泄漏量的檢測(cè)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種密封件泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括介質(zhì)泄漏量檢測(cè)組件、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器以及無線通信單元；
[0008]所述介質(zhì)泄漏量檢測(cè)組件，用于對(duì)管件的介質(zhì)泄漏量進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的模擬信號(hào)傳輸至所述A/d轉(zhuǎn)換模塊；
[0009]所述A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0010]所述微處理器，用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理并通過所述無線通信單元將所述處理后的數(shù)字信號(hào)發(fā)出。
[0011]優(yōu)選的，所述介質(zhì)泄漏量檢測(cè)組件包括主密封件、設(shè)于所述主密封件外側(cè)的輔助密封件、引漏管、進(jìn)氣孔、出氣孔以及用于檢測(cè)介質(zhì)泄漏量的檢測(cè)傳感器；其中，
[0012]所述引漏管的一端設(shè)于所述主密封件和所述輔助密封件之間，且另一端與所述進(jìn)氣孔連通；
[0013]所述進(jìn)氣孔和所述出氣孔均設(shè)于所述檢測(cè)傳感器；
[0014]所述出氣孔連通所述檢測(cè)傳感器和外界。
[0015]優(yōu)選的，所述檢測(cè)傳感器為MEMS熱式質(zhì)量流量傳感器。
[0016]優(yōu)選的，所述進(jìn)氣孔通過螺紋快接方式與所述引漏管相聯(lián)接。
[0017]優(yōu)選的，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備還包括PCBA板，所述檢測(cè)傳感器、所述A/D轉(zhuǎn)換模塊、所述微處理器以及所述無線通信單元集成在所述PCBA板上。
[0018]優(yōu)選的，所述無線通信單元包括無線射頻模塊和天線。
[0019]本發(fā)明另一方面還提供了一種密封件泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:
[0020]數(shù)據(jù)集中器、遠(yuǎn)端服務(wù)器以及至少一個(gè)如上所述的密封件泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備；
[0021]所述數(shù)據(jù)集中器用于獲取所述微處理器處理后的數(shù)字信號(hào)并通過GPRS通信方式發(fā)送至所述遠(yuǎn)端服務(wù)器。
[0022]優(yōu)選的，
[0023]所述數(shù)據(jù)集中器，還用于向遠(yuǎn)端服務(wù)器發(fā)送心跳包并接收所述遠(yuǎn)端服務(wù)器返回的心跳包應(yīng)答幀，解析所述心跳包應(yīng)答幀以提取當(dāng)前模式值，并判斷所述當(dāng)前模式值與前次模式值相比是否發(fā)生變化；
[0024]若發(fā)生變化，則所述數(shù)據(jù)集中器，還用于將當(dāng)前模式值通過廣播包發(fā)送至所述密封件泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備；
[0025]所述密封件泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備，用于根據(jù)所述當(dāng)前模式值切換運(yùn)行模式；
[0026]所述數(shù)據(jù)集中器與所述密封件泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備組成無線通信網(wǎng)絡(luò)。
[0027]優(yōu)選的，
[0028]所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括移動(dòng)設(shè)備，用于與所述遠(yuǎn)端服務(wù)器進(jìn)行通信，發(fā)送指令至所述遠(yuǎn)端服務(wù)器，并接收從所述遠(yuǎn)端服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)。
[0029]本發(fā)明再一方面還提供了一種密封件泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，應(yīng)用在如上所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述監(jiān)測(cè)方法包括:
[0030]所述介質(zhì)泄漏量檢測(cè)組件對(duì)管件的介質(zhì)泄漏量進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的模擬信號(hào)傳輸至所述A/D轉(zhuǎn)換模塊；
[0031]所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0032]所述微處理器對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理并通過所述無線通信單元將所述處理后的數(shù)字信號(hào)發(fā)送至數(shù)字集中器；
[0033]所述數(shù)字集中器通過GPRS通信方式將所述處理后的數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述遠(yuǎn)端服務(wù)器。
[0034]本發(fā)明實(shí)施例的方案通過檢測(cè)介質(zhì)泄漏量的模擬信號(hào)并通過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并經(jīng)過微處理器處理后發(fā)送至遠(yuǎn)端服務(wù)器，保證了時(shí)效性、安全性，且本發(fā)明的檢測(cè)設(shè)備適用于多種介質(zhì)。相比現(xiàn)有技術(shù)，提高了準(zhǔn)確性、時(shí)效性、安全性。
【附圖說明】
[0035]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0036]圖1是現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比圖；
[0037]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供系統(tǒng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0040]實(shí)施例一
[0041]本發(fā)明實(shí)施例一提供一種密封件泄漏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備，該監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)管件的介質(zhì)如氣體等的泄漏情況并可以通過無線方式在線實(shí)時(shí)將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)送到遠(yuǎn)端服務(wù)器中。如圖2所示，該監(jiān)測(cè)設(shè)備包括:介質(zhì)泄漏量檢測(cè)組件、A/D轉(zhuǎn)換模塊7、微處理器8以及無線通信單元。
[0042]上述介質(zhì)泄漏量檢測(cè)組件，用于對(duì)管件的介質(zhì)泄漏量進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)到的模擬信號(hào)傳輸至A/D轉(zhuǎn)換模塊7。
[0043]A/D轉(zhuǎn)換模塊7，用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)如轉(zhuǎn)換為電壓值。微處理器8，用于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理得到流量值并通過無線通信單元將流量值發(fā)出，比如發(fā)送至遠(yuǎn)端服務(wù)器供工作人員查詢、監(jiān)測(cè)。微處理器8具體可以對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除干擾并將電壓值轉(zhuǎn)換為具體流量值。
[0044]具體實(shí)施例中，如圖2所示，介質(zhì)泄漏量檢測(cè)組件包括主密封件2、設(shè)于主密封件2外側(cè)的輔助密封件1、引漏管3、進(jìn)氣孔4、出氣孔5以及用于檢測(cè)介質(zhì)泄漏量的檢測(cè)傳感器
6。其中，
[0045]弓丨漏管3的一端設(shè)于主密封件2和輔助密封件I之間，且另一