本發(fā)明涉及工業(yè)過程控制和檢測領域，尤其涉及閥門狀態(tài)在線監(jiān)測與故障診斷的技術的改進。

背景技術：

目前，因檢測設備原因使用人員對閥門在線運行狀態(tài)無準確的數(shù)據(jù)支撐，設計和制造閥門往往根據(jù)理論計算和經驗進行，與實際工況存在較大偏差。而閥門狀態(tài)表征參數(shù)：扭矩、閥位、壓力測試時往往在不同儀器上進行，無法建立參數(shù)相互間的關系，同時無法對故障閥門進行甄別和判斷，從而提出維修建議。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對以上問題，提出了一種結構精巧、使用方便且可靠性高，使用時可利用閥位(即閥門口徑，表閥門的開啟量)、閥門壓力計算出理論扭矩與實際扭矩進行比對，從而對閥門狀態(tài)進行精確判斷的閥門狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)及其工作方法。

本發(fā)明的技術方案為：包括計算中心、參數(shù)測試儀、壓力變送器、壓力試驗機、電動裝置和扭矩傳感器；

所述電動裝置與閥門相連接，且用于驅動閥門做開啟運動或關閉運動；

所述扭矩傳感器連接在電動裝置和閥門之間，且用于采集閥門當前的扭矩；

所述壓力試驗機與閥門相連接，且用于給閥門施加外部壓力；

所述壓力變送器與壓力試驗機相連接，且用于測量閥門上當前的工作壓力，并轉化為電流信號；

所述壓力變送器、扭矩傳感器、電動裝置均通過參數(shù)測試儀與計算中心相連接，所述參數(shù)測試儀用于將電流信號和電壓信號的相互轉換。

所述計算中心通過參數(shù)測試儀向所述電動裝置發(fā)送開關量指令，從而控制閥門做開啟運動或關閉運動，并通過接收電動裝置的4～20mA反饋信號以獲取當前的閥門口徑。

通過所述扭矩傳感器采集閥門當前的扭矩，并在轉化為與之對應的4～20mA的電流信號后輸入?yún)?shù)測試儀中。

所述壓力試驗機包括液體增壓泵、壓力控制臺和壓力試驗臺，所述壓力控制臺與計算中心相連通；

通過液體增壓泵給閥門增壓和保壓；

通過壓力控制臺閉環(huán)控制增壓泵，實現(xiàn)增壓泵壓力精確控制；

通過試驗臺實時顯示試驗壓力時間曲線。

所述壓力變送器包括硅壓力敏感元件，所述硅壓力敏感元件與閥門相連通，用于將閥門上的工作壓力轉換為4～20mA的電流信號。

所述閥門參數(shù)設置儀包括信號接口模塊、三個信號調理模塊、開關控制電路模塊和繼電器信號輸入模塊；

所述信號接口模塊用于連接計算中心；

所述開關控制電路模塊、繼電器信號輸入模塊連接在電動裝置和信號接口模塊之間，用于驅動閥門做開啟運動或關閉運動；

三個所述信號調理模塊均連接在信號接口模塊上，且三個所述信號調理模塊分別連接在電動裝置、扭矩傳感器、壓力變送器上，所述信號調理模塊包括依次連接的用于采集4～20mA的電流信號的采集模塊、用于濾波的濾波模塊和用于將4～20mA的電流信號和0～10V電壓信號相互轉換的轉換模塊。

所述計算中心中還設有維護數(shù)據(jù)庫和故障數(shù)據(jù)庫。

按以下步驟進行工作：

1)、輸入已知參數(shù)：將閥門全開時的閥門口徑、摩擦系數(shù)、軸徑、壓力的誤差范圍、閥門口徑的誤差范圍和扭矩的誤差范圍輸入計算中心內；

2)、預加外部壓力：開啟壓力試驗機，通過壓力控制臺設定試驗時的外部壓力；

2)、測試：由計算中心控制電動裝置，從而驅動閥門由全開狀態(tài)運行至全關狀態(tài)，再由全關狀態(tài)運行至全開狀態(tài)；

3)、數(shù)據(jù)采集：計算中心經計算后將采集各部件的數(shù)據(jù)，并生成的閥門口徑、工作壓力、實測扭矩在工作時間內的報表；

4)、計算T_p：將實測的工作壓力、閥門口徑與閥門口徑的誤差范圍代入公式計算出T_p，并填入報表中；

5)、計算T_f：將實測的閥門口徑、工作壓力與壓力的誤差范圍范圍代入公式計算出T_f，并填入報表中；

6)、判斷實測的扭矩是否在T_p的誤差范圍內，是則進入步驟7)；否則進入步驟9)；

7)、判斷實測的扭矩是否在T_f的誤差范圍內，是則進入步驟8)；否則進入步驟9)；

8)、生成合格報告：計算中心結合維護數(shù)據(jù)庫，生成合格報告，并給出維護建議；轉入步驟10)；

9)、生成故障報告：計算中心結合故障數(shù)據(jù)庫，生成故障報告，并給出維修建議；轉入步驟10)；

10)、完畢。

本發(fā)明中通過對計算中心、參數(shù)測試儀、壓力變送器、壓力試驗機、電動裝置和扭矩傳感器的統(tǒng)籌控制，使得計算中心中可方便的生成出不同時間下閥門口徑、工作壓力、實測扭矩的數(shù)據(jù)報表；此后，代入閥門口徑的誤差范圍、壓力的誤差范圍后，即可利用輸入至計算中心中的公式方便、準確的計算出T_p值和T_f值；最終，通過T_p值和T_f值結合扭矩的誤差即可以二次比對、校核的方式精準、高效的對閥門狀態(tài)進行判斷。本發(fā)明從整體上具有結構精巧、使用方便且可靠性高的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖，

圖2是本發(fā)明中參數(shù)測試儀的結構示意圖，

圖3是本發(fā)明的工作流程圖；

具體實施方式

本發(fā)明如圖1-3所示，包括計算中心、參數(shù)測試儀、壓力變送器、壓力試驗機、電動裝置和扭矩傳感器；

所述電動裝置與閥門相連接，且用于驅動閥門做開啟運動或關閉運動；

所述扭矩傳感器連接在電動裝置和閥門之間，且用于采集閥門當前的扭矩；

所述壓力試驗機與閥門相連接，且用于給閥門施加外部壓力；

所述壓力變送器與壓力試驗機相連接，且用于測量閥門上當前的工作壓力，并轉化為電流信號；

所述壓力變送器、扭矩傳感器、電動裝置均通過參數(shù)測試儀與計算中心相連接，所述參數(shù)測試儀用于將電流信號和電壓信號的相互轉換。

所述計算中心通過參數(shù)測試儀向所述電動裝置發(fā)送開關量指令，從而控制閥門做開啟運動或關閉運動，并通過接收電動裝置的4～20mA反饋信號以獲取當前的閥門口徑。其中接收到的電動裝置發(fā)送4～20mA反饋信號與當前的閥門口徑存在對應關系，因此，計算中心通過向電動裝置發(fā)出的4～20mA反饋信號即可推算出當前的閥門口徑。

通過所述扭矩傳感器采集閥門當前的扭矩，并在轉化為與之對應的4～20mA的電流信號后輸入?yún)?shù)測試儀中。從而在4～20mA的電流信號轉為0～10V電壓信號后，有效對應、獲取出閥門當前的反扭，即當前的實時扭矩。

所述壓力試驗機包括液體增壓泵、壓力控制臺和壓力試驗臺，所述壓力控制臺與計算中心相連通；

通過液體增壓泵給閥門增壓和保壓；

通過壓力控制臺閉環(huán)控制增壓泵，實現(xiàn)增壓泵壓力精確控制；

通過試驗臺實時顯示試驗壓力時間曲線。

所述壓力變送器包括硅壓力敏感元件，所述硅壓力敏感元件與閥門相連通，用于將閥門上的工作壓力轉換為4～20mA的電流信號。從而在4～20mA的電流信號轉為0～10V電壓信號后，有效對應、獲取出閥門當前的壓力。

所述閥門參數(shù)設置儀包括信號接口模塊、三個信號調理模塊、開關控制電路模塊和繼電器信號輸入模塊；

所述信號接口模塊用于連接計算中心；

所述開關控制電路模塊、繼電器信號輸入模塊連接在電動裝置和信號接口模塊之間，用于驅動閥門做開啟運動或關閉運動；

三個所述信號調理模塊均連接在信號接口模塊上，且三個所述信號調理模塊分別連接在電動裝置、扭矩傳感器、壓力變送器上，所述信號調理模塊包括依次連接的用于采集4～20mA的電流信號的采集模塊、用于濾波的濾波模塊和用于將4～20mA的電流信號和0～10V電壓信號相互轉換的轉換模塊。

所述計算中心中還設有維護數(shù)據(jù)庫和故障數(shù)據(jù)庫。

按以下步驟進行工作：

1)、輸入已知參數(shù)：將閥門全開時的閥門口徑、摩擦系數(shù)、軸徑、壓力的誤差范圍、閥門口徑的誤差范圍和扭矩的誤差范圍輸入計算中心內；

2)、預加外部壓力：開啟壓力試驗機，通過壓力控制臺設定試驗時的外部壓力；

2)、測試：由計算中心控制電動裝置，從而驅動閥門由全開狀態(tài)運行至全關狀態(tài)，再由全關狀態(tài)運行至全開狀態(tài)；

3)、數(shù)據(jù)采集：計算中心經計算后將采集各部件的數(shù)據(jù)，并生成的閥門口徑、工作壓力、實測扭矩在工作時間內的報表；

4)、計算T_p：將實測的工作壓力、閥門口徑與閥門口徑的誤差范圍代入公式計算出T_p，并填入報表中；此時，將若干實測的壓力值分為若干組，在每組中將壓力值、閥門口徑與閥門口徑的誤差范圍代入計算，從而獲取若干組T_p值，同一組T_p值對應的時間、壓力和實測扭矩保持不變，閥門口徑的代入值則在實測的閥門口徑與閥門口徑的誤差范圍相加后的數(shù)值區(qū)間內變化、且與T_p值一一對應；即以工作壓力為標準值，依據(jù)閥門口徑的誤差范圍計算出若干組T_p值；

5)、計算T_f：將實測的閥門口徑、工作壓力與壓力的誤差范圍范圍代入公式計算出T_f，并填入報表中；此時，將若干實測的閥門口徑分為若干組，在每組中將閥門口徑、工作壓力與壓力的誤差范圍范圍代入計算，從而獲取若干組T_f值，同一組T_f值對應的時間、閥門口徑和實測扭矩保持不變，壓力的代入值則在實測的壓力值與壓力的誤差范圍相加后的數(shù)值區(qū)間內變化、且與T_f值一一對應；即以閥門口徑為標準值，依據(jù)工作壓力的誤差范圍計算出若干組T_f值；

6)、判斷實測的扭矩是否在T_p的誤差范圍內，是則進入步驟7)；否則進入步驟9)；

7)、判斷實測的扭矩是否在T_f的誤差范圍內，是則進入步驟8)；否則進入步驟9)；

8)、生成合格報告：計算中心結合維護數(shù)據(jù)庫，生成合格報告，并給出維護建議；轉入步驟10)；

9)、生成故障報告：計算中心結合故障數(shù)據(jù)庫，生成故障報告，并給出維修建議；轉入步驟10)；

10)、完畢。

本發(fā)明在步驟6)至步驟9)將T_p、T_f與步驟1)中輸入的扭矩的誤差范圍相結合，對步驟3)中采集的扭矩進行分析判斷，從而通過二次比對、校核的方式對閥門狀態(tài)進行良好、有效的判斷，并在此后生成準確的合格報告或故障報告。