本實用新型涉及煤氣柜運行狀態(tài)檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種煤氣柜活塞運行診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煤氣柜是一種可以回收并作為二次能源利用而存儲煤氣的裝置。煤氣柜主要由包括側(cè)板、底板、頂板等部件構(gòu)成的外部固定不動的殼體，包括活塞、T擋板構(gòu)成的內(nèi)部可活動構(gòu)件，以及連接側(cè)板與T擋板、T擋板與活塞擋板之間的橡皮膜組成。當煤氣柜進行儲氣時活塞上升，排氣時活塞下降。當活塞在較低位置時，活塞支架與T擋板脫開，活塞支架隨活塞一起上下運動，活塞下降時T擋板與活塞擋板之間的橡皮膜將折疊，活塞上升時T擋板與活塞擋板之間的橡皮膜將伸展。當活塞上升到一定高度時，T擋板與活塞擋板間橡皮膜將完全展開，活塞支架與T擋板接觸。在此高度以上，T擋板和活塞支架將隨活塞一起上下運動，活塞上升時，側(cè)板與T擋板之間的橡皮膜將伸展；活塞下降時，側(cè)板與T擋板之間的橡皮膜將折疊。

當活塞上下運動時，活塞與煤氣柜柜體之間沒有任何剛性連接，主要依靠柜內(nèi)煤氣壓力將其支撐。由于在活塞上下運動時可能會發(fā)生整個活塞面受力不均的現(xiàn)象，活塞并不會始終保持水平狀態(tài)，可能會產(chǎn)生傾斜、偏移、扭轉(zhuǎn)等狀況。但活塞的傾斜、偏移、扭轉(zhuǎn)等狀況達到一定程度時，可能會引起煤氣柜內(nèi)煤氣過壓。嚴重時還可能引起橡皮膜的撕裂，進而導(dǎo)致煤氣泄漏，造成重大的經(jīng)濟損失和安全隱患。

目前煤氣柜的運行維護主要依靠人工定期進柜巡檢，無法及時發(fā)現(xiàn)活塞運行的異常趨勢和異常狀態(tài)。同時，對于出現(xiàn)的異常狀態(tài)也很 難分析判斷出具體原因，不僅會對煤氣柜的安全運行造成一定的威脅，而且還會給進柜維護人員帶來一定的安全風(fēng)險。國內(nèi)外市場還未出現(xiàn)可自動預(yù)警，并能夠?qū)崟r分析活塞異常運行的煤氣柜活塞安全運行診斷系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種煤氣柜活塞安全運行預(yù)警、診斷系統(tǒng)，它能及時預(yù)測煤氣柜活塞安全故障，對煤氣柜活塞運行狀態(tài)進行綜合診斷分析，從而實現(xiàn)提高煤氣柜的運行安全性、降低人工進柜檢修強度的目的。

為了實現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出如下解決方案：

一方面，提供一種煤氣柜活塞運行診斷系統(tǒng)，包括：活塞運行狀態(tài)測量裝置、煤氣柜運行參數(shù)采集裝置、分析診斷裝置以及報警裝置；

所述活塞運行狀態(tài)測量裝置，包括：

活塞傾斜測量子裝置以及活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置，用以分別測量所述煤氣柜活塞運行過程中的傾斜以及偏移、扭轉(zhuǎn)信息；

所述煤氣柜運行參數(shù)采集裝置，用以實時采集所述煤氣柜運行時的煤氣柜運行參數(shù)；

所述分析診斷裝置，用以接收所述活塞運行狀態(tài)測量裝置測量的所述傾斜以及偏移、扭轉(zhuǎn)信息以及接收所述煤氣柜運行參數(shù)采集裝置采集的所述煤氣柜運行參數(shù)，對所述煤氣柜運行狀態(tài)進行分析診斷；

所述報警裝置根據(jù)所述分析診斷結(jié)果進行報警操作。

優(yōu)選地，所述活塞傾斜測量子裝置，包括：

傾角傳感器以及信號傳輸單元；

所述傾角傳感器為高精度雙軸傾角傳感器，設(shè)置在所述活塞大壩上，用以測量所述活塞在所述傾角傳感器雙軸方向的傾斜角度，并轉(zhuǎn)換成所述活塞平面的傾斜角度和傾斜方向；

所述信號傳輸單元，用以接收所述傾角傳感器測量出的信息并傳輸至 所述活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置。

優(yōu)選地，所述活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置，包括：

多個標記物以及多臺相機；

所述多個標記物分別設(shè)置在所述煤氣柜側(cè)板、所述煤氣柜T擋板及其下方支架上，用以標識所述多臺相機拍攝圖像；

所述多臺相機用以拍攝所述活塞運動圖像，通過對比所述活塞運動圖像與初始位置圖像之間的變化計算出所述多臺相機相對于初始位置的位移，結(jié)合接收到的所述傾角傳感器測量出的信息計算出所述活塞平面的偏移、扭轉(zhuǎn)值。

優(yōu)選地，所述多個標記物的樣式為垂直黑白條紋。

優(yōu)選地，所述多個相機的個數(shù)為3。

優(yōu)選地，所述分析診斷裝置，包括：

故障報警子裝置以及故障診斷子裝置；

所述故障報警子裝置，用以實時對所述活塞傾斜測量子裝置以及所述活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置測量的傾斜和偏移、扭轉(zhuǎn)信息進行判斷，如果超過閾值則產(chǎn)生警報；

所述故障診斷子裝置，用以根據(jù)所述活塞傾斜測量子裝置以及所述活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置測量的傾斜和偏移、扭轉(zhuǎn)信息建立活塞運行狀態(tài)事故庫，并預(yù)設(shè)時間對所述活塞運行狀態(tài)事故庫中數(shù)據(jù)進行分析求解，對異常事故給予警報及操作建議。

優(yōu)選地，所述故障診斷子裝置采用相關(guān)性統(tǒng)計分析方法預(yù)設(shè)時間對所述活塞運行狀態(tài)事故庫中數(shù)據(jù)進行分析求解，對異常事故給予警報及操作建議。

優(yōu)選地，所述煤氣柜運行參數(shù)包括：所述煤氣柜柜位、壓力、溫度以及流量。

優(yōu)選地，所述煤氣柜運行狀態(tài)采集裝置以及所述分析診斷裝置均安裝在HMI上，用以顯示所述分析診斷結(jié)果，并驅(qū)動所述報警裝置進行報警操 作。

本實用新型的實施例具有以下有益效果：

上述方案中，本實用新型提供了一種煤氣柜活塞運行診斷系統(tǒng)，活塞運行狀態(tài)測量裝置、煤氣柜運行參數(shù)采集裝置、分析診斷裝置以及報警裝置；所述活塞運行狀態(tài)測量裝置，包括：活塞傾斜測量子裝置以及活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置，用以分別測量所述煤氣柜活塞運行過程中的傾斜以及偏移、扭轉(zhuǎn)信息；所述煤氣柜運行參數(shù)采集裝置，用以實時采集所述煤氣柜運行時的煤氣柜運行參數(shù)；所述分析診斷裝置，用以接收所述活塞運行狀態(tài)測量裝置測量的所述傾斜以及偏移、扭轉(zhuǎn)信息以及接收所述煤氣柜運行參數(shù)采集裝置采集的所述煤氣柜運行參數(shù)，對所述煤氣柜運行狀態(tài)進行分析診斷；所述報警裝置根據(jù)所述分析診斷結(jié)果進行報警操作。通過在線測量活塞運行狀態(tài)，采集煤氣柜柜位、壓力、溫度、流量等運行參數(shù)，綜合以上信息對煤氣柜活塞運行故障進行預(yù)測、報警，并分析、診斷故障原因。能夠及時預(yù)測煤氣柜活塞安全故障，對煤氣柜活塞運行狀態(tài)進行綜合診斷分析，從而實現(xiàn)提高煤氣柜的運行安全性、降低人工進柜檢修強度的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的一種煤氣柜活塞運行診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型另一個實施例提供的一種煤氣柜活塞運行診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的活塞運行狀態(tài)測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的實施例要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。

如圖1所示，為本實用新型實施例提供的一種煤氣柜活塞運行診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型實施例提供一種煤氣柜活塞運行診斷系統(tǒng)，包括：活塞運行狀態(tài)測量裝置101、煤氣柜運行參數(shù)采集裝置102、分析診斷裝置103以及報警裝置104；

其中，所述活塞運行狀態(tài)測量裝置101進一步包括：活塞傾斜測量子裝置1011以及活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置1012，用以分別測量所述煤氣柜活塞運行過程中的傾斜以及偏移、扭轉(zhuǎn)信息；所述煤氣柜運行參數(shù)采集裝置102，用以實時采集所述煤氣柜運行時的煤氣柜運行參數(shù)；所述分析診斷裝置103，用以接收所述活塞運行狀態(tài)測量裝置101測量的所述傾斜以及偏移、扭轉(zhuǎn)信息以及接收所述煤氣柜運行參數(shù)采集裝置102采集的所述煤氣柜運行參數(shù)，對所述煤氣柜運行狀態(tài)進行分析診斷；所述報警裝置104根據(jù)所述分析診斷結(jié)果進行報警操作。

優(yōu)選地，如圖2所示為本實用新型另一個實施例提供的煤氣柜活塞運行診斷系統(tǒng)。其中本實用新型實施例提供的診斷系統(tǒng)中的所述活塞傾斜測量子裝置1011，具體包括：傾角傳感器以及信號傳輸單元。

其中，所述傾角傳感器為高精度雙軸傾角傳感器，設(shè)置在所述活塞大壩上，用以測量所述活塞在所述傾角傳感器雙軸方向的傾斜角度，并轉(zhuǎn)換成所述活塞平面的傾斜角度和傾斜方向；所述信號傳輸單元，用以接收所述傾角傳感器測量出的信息并傳輸至所述活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置。

具體地，活塞傾斜測量子裝置1011由安裝在活塞大壩上的高精度雙軸傾角傳感器以及信號傳輸單元構(gòu)成，可直接測量出活塞在傳感器X，Y方向的傾斜角，并將其折算為活塞平面的傾斜角度和傾斜方向。

優(yōu)選地，如圖2所示為本實用新型另一個實施例提供的煤氣柜活塞運行診斷系統(tǒng)。其中本實用新型實施例提供的診斷系統(tǒng)中的所述活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置1012，具體包括：多個標記物以及多臺相機。

所述多個標記物分別設(shè)置在所述煤氣柜側(cè)板、所述煤氣柜T擋板及其下方支架上，用以標識所述多臺相機拍攝圖像；所述多臺相機用以拍攝所 述活塞運動圖像，通過對比所述活塞運動圖像與初始位置圖像之間的變化計算出所述多臺相機相對于初始位置的位移，結(jié)合接收到的所述傾角傳感器測量出的信息計算出所述活塞平面的偏移、扭轉(zhuǎn)值。

如圖3所示，為本實用新型實施例提供的活塞運行狀態(tài)測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體地，活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置1012由安裝在煤氣柜側(cè)板、T擋板及其下方支架上標記物，安裝在活塞支架頂部的三臺(本實施例中以三臺相機作為示例，但并不以此為限)相機組成。其中，本實施例中的標記物為垂直黑白條紋，但并不以此為限。當活塞在初始位置時，裝置記錄下相機所拍攝到的標記物圖像，活塞上下運行過程中，如果活塞不發(fā)生扭轉(zhuǎn)、偏移和傾斜，則相機在水平面上的位置不會改變，所以相機拍攝的圖像與初始位置的圖像沒有區(qū)別；如果活塞發(fā)生了偏移、扭轉(zhuǎn)或者傾斜，那么相機在水平面上的位置也會變化，拍攝的圖像與初始位置圖像就會不同。通過對比相機拍攝的圖像與初始位置圖像的變化就能計算出相機相對于初始位置的位移，綜合三臺相機的位移以及測量的活塞傾斜信號求解出活塞平面的偏移和扭轉(zhuǎn)值。

優(yōu)選地，所述分析診斷裝置103，具體包括：故障報警子裝置1031以及故障診斷子裝置1032。

其中，所述故障報警子裝置1031，用以實時對所述活塞傾斜測量子裝置以及所述活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置測量的傾斜和偏移、扭轉(zhuǎn)信息進行判斷，如果超過閾值則產(chǎn)生警報；所述故障診斷子裝置1032，用以根據(jù)所述活塞傾斜測量子裝置以及所述活塞偏移、扭轉(zhuǎn)測量子裝置測量的傾斜和偏移、扭轉(zhuǎn)信息建立活塞運行狀態(tài)事故庫，并預(yù)設(shè)時間對所述活塞運行狀態(tài)事故庫中數(shù)據(jù)進行分析求解，對異常事故給予警報及操作建議。

優(yōu)選地，本實用新型實施例中的煤氣柜運行狀態(tài)采集裝置102為一塊通訊卡，安裝在HMI(Human machine interface，人機交互界面)內(nèi)，采用通訊的方式從煤氣柜PLC(Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)系統(tǒng)中實時采集煤氣柜柜位、煤氣壓力、煤氣出入口流量等信號， 并將這些數(shù)據(jù)傳送至分析診斷裝置103。

具體地，本實用新型實施例中分析診斷裝置安裝在HMI內(nèi)，接收活塞運行狀態(tài)測量裝置101測量的偏移、扭轉(zhuǎn)和傾斜信號，以及煤氣柜運行狀態(tài)采集裝置102采集的煤氣柜運行狀態(tài)信息，實時監(jiān)測活塞運行異常狀態(tài)的同時，跟蹤活塞偏移、扭轉(zhuǎn)、傾斜的運動趨勢進行分級報警。同時建立活塞運行狀態(tài)故障庫，對比故障發(fā)生時的煤氣柜柜位、煤氣壓力、煤氣流量信號，分析判斷出活塞運行異常的原因。

其中，故障報警子裝置1031主要對活塞運行過程中的偏移、扭轉(zhuǎn)和傾斜信號進行實時判斷，如果該值不在正常值范圍內(nèi)將產(chǎn)生報警信號。舉例說明：活塞傾斜角的正常范圍為±0.1°，如檢測到當前活塞的傾斜度為0.15°則產(chǎn)生報警信號，并驅(qū)動報警單元發(fā)出聲光報警。實時跟蹤活塞運行過程中偏移、扭轉(zhuǎn)和傾斜狀態(tài)的變化趨勢，如出現(xiàn)一個方向上漸進的偏移、扭轉(zhuǎn)或傾斜變化，而且變化量接近報警設(shè)定值，達到一定比例(80％)的報警設(shè)定值時，則產(chǎn)生報警信號，并驅(qū)動報警單元發(fā)出聲光報警，該比例可在畫面上修改。在發(fā)生故障報警時，將報警相關(guān)信息以及建議的故障處理方式送至HMI上顯示。

進一步地，活塞的運動方式包括上下升降，水平偏移，扭轉(zhuǎn)和傾斜，其中上下升降是正常的運動，其它則為異常運行狀態(tài)，需要保證異常狀態(tài)在一定范圍內(nèi)，否則可能引發(fā)事故。故障診斷子裝置1032記錄活塞運行異常狀態(tài)的發(fā)生時間、異常數(shù)據(jù)以及異常時的柜位、煤氣壓力、煤氣進出口流量，建立活塞運行狀態(tài)事故庫，并分類顯示?；钊倪\動，其本質(zhì)是由于煤氣柜的充氣、排氣及煤氣柜內(nèi)氣體的擾動引起的。在活塞的升降過程中，柜體的局部變形、活塞的升降速度、煤氣壓力、煤氣入出口流量擾動均有可能造成活塞發(fā)生偏移、扭轉(zhuǎn)和傾斜。采用相關(guān)性統(tǒng)計分析方法(并不以此為限)，定期對運行狀態(tài)事故庫內(nèi)容進行分析求解，找出事故原因以及煤氣柜存在的安全隱患，報警顯示并給出煤氣柜運行、維護的提示建議。舉例說明：定期繪制故障時煤氣柜柜位的統(tǒng)計直方圖，查找直方圖中故障 密度較大的區(qū)域?qū)?yīng)的柜位區(qū)域，這一柜位區(qū)域即發(fā)生故障次數(shù)較多的區(qū)域。這樣分析診斷模型判斷該區(qū)域柜體形狀為活塞異常的影響因素，對操作人員給出盡量避免在此柜位區(qū)域運行或停留的操作建議，同時也會提示維護人員對柜體的這一部分空間進行檢查，排除在該區(qū)域支架變形或柜殼變形等故障。同樣方法可用于對升降速度、煤氣壓力、進出口流量等擾動因素的分析判斷以及上述因素的綜合影響分析判斷。

優(yōu)選地，所述煤氣柜運行狀態(tài)采集裝置102采集的所述煤氣柜運行參數(shù)包括：所述煤氣柜柜位、壓力、溫度以及流量等信息。優(yōu)選地，所述煤氣柜運行狀態(tài)采集裝置以及所述分析診斷裝置均安裝在HMI上，用以顯示所述分析診斷結(jié)果，并驅(qū)動所述報警裝置進行報警操作(聲光報警等)。

綜上所述，本實用新型提供的煤氣柜活塞運行診斷系統(tǒng)能夠通過在線測量活塞運行狀態(tài)，采集煤氣柜柜位、壓力、溫度、流量等運行參數(shù)，綜合以上信息對煤氣柜活塞運行故障進行預(yù)測、報警，并分析、診斷故障原因。能夠及時預(yù)測煤氣柜活塞安全故障，對煤氣柜活塞運行狀態(tài)進行綜合診斷分析，從而實現(xiàn)提高煤氣柜的運行安全性、降低人工進柜檢修強度的目的。

此說明書中所描述的許多功能部件都被稱為裝置，以便更加特別地強調(diào)其實現(xiàn)方式的獨立性。

本實用新型實施例中，裝置可以用軟件實現(xiàn)，以便由各種類型的處理器執(zhí)行。舉例來說，一個標識的可執(zhí)行代碼裝置可以包括計算機指令的一個或多個物理或者邏輯塊，舉例來說，其可以被構(gòu)建為對象、過程或函數(shù)。盡管如此，所標識裝置的可執(zhí)行代碼無需物理地位于一起，而是可以包括存儲在不同物理上的不同的指令，當這些指令邏輯上結(jié)合在一起時，其構(gòu)成裝置并且實現(xiàn)該裝置的規(guī)定目的。

在本實用新型各方法實施例中，所述各步驟的序號并不能用于限定各 步驟的先后順序，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，對各步驟的先后變化也在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。