在石油化工行業(yè)的生產(chǎn)制造中,存在著很多負(fù)責(zé)連接和控制氣體運(yùn)動(dòng)的閥門,這些閥門的工作環(huán)境時(shí)常伴隨著腐蝕、氧化、高溫、冷凍等惡劣情況,隨著閥門工作時(shí)間的延長,會(huì)出現(xiàn)不同程度的泄漏,較大的泄漏可以用視覺和聽覺識別,但對于無色無體且泄漏較小的氣體,不易被察覺;如何能夠快速準(zhǔn)確識別泄漏故障,及時(shí)更換故障的閥門,對于保護(hù)人民群眾的人身安全和減少能源損失有很大的意義�，F(xiàn)有的氣體泄漏檢測裝置分為手持式和介入式,手持式檢測儀不能實(shí)時(shí)監(jiān)測閥門的泄漏情況且受人為誤差,環(huán)境噪音,風(fēng)向等影響較大;介入式檢測的焊接過程給部分易燃?xì)怏w造成安全隱患且會(huì)改變流體形態(tài),導(dǎo)致測量參數(shù)誤差加大,因此以上兩種檢測氣體泄漏方式?jīng)]有得到大范圍的推廣應(yīng)用。本文在現(xiàn)有的氣體泄漏檢測技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套基于Wireless HART無線通信協(xié)議的實(shí)時(shí)非介入式閥門氣體泄漏檢測系統(tǒng)。以輸送蒸汽的管道為例,該系統(tǒng)首先利用檢測模塊采集小孔泄漏產(chǎn)生的高頻超聲波,利用數(shù)字信號技術(shù)對信號進(jìn)行處理,利用頻譜分析技術(shù)為蒸汽泄漏定級,利用聲壓級與雷諾數(shù)的關(guān)系為蒸汽泄漏定量,然后將檢測結(jié)果送到控制模塊MSP430處理,控制模塊將根據(jù)Wireless HART無...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 閥門氣體泄漏監(jiān)測技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 閥門泄漏檢測技術(shù)的發(fā)展方向
    1.4 課題主要研究的內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
    2.1 工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)概述
    2.2 WIA-FA無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
    2.3 ISA100.11A無線網(wǎng)絡(luò)
    2.4 WIRELESSHART無線網(wǎng)絡(luò)
    2.5 系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)選擇
第三章 超聲波檢測方案理論分析研究
    3.1 聲學(xué)原理
    3.2 利用超聲波檢測閥門泄漏的原理
    3.3 超聲信號的采樣
    3.4 信號濾波和頻譜分析
    3.5 泄漏等級與泄漏量的理論分析
第四章 監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)概述
    4.2 超聲波傳感器的選擇
    4.3 控制模塊
    4.4 MCU電路設(shè)計(jì)
        4.4.1 MSP430電路設(shè)計(jì)
        4.4.2 4-20mA的輸入輸出電路設(shè)計(jì)
    4.5 WIRELESSHART無線模塊
第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    5.1 檢測模塊的軟件設(shè)計(jì)
        5.1.1 信號的A/D采樣的實(shí)現(xiàn)
        5.1.2 數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)
        5.1.3 頻譜分析的實(shí)現(xiàn)
    5.2 控制模塊的軟件設(shè)計(jì)
        5.2.1 MSP430初始化
    5.3 無線通信模塊的軟件設(shè)計(jì)
        5.3.1 WirelessHART無線模塊與控制模塊通信機(jī)制及報(bào)文格式
        5.3.2 WirelessHART無線模塊的信息配置與讀取
    5.4 系統(tǒng)調(diào)試和測試結(jié)果分析
        5.4.1 WirelessHART組網(wǎng)調(diào)試
        5.4.2 監(jiān)測系統(tǒng)測試點(diǎn)的選取和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.4.3 測試結(jié)果分析
第六章 總結(jié)
    6.1 論文完成的工作
    6.2 問題及展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
致謝



本文編號：4034038