閥門檢漏傳感器優勢

  大家可能對閥門檢漏傳感器不是很熟悉，閥門檢漏傳感器到底有什么優勢呢，這么值得大家這樣推崇，下面我們就帶大家詳細了解下閥門檢漏傳感器的特點及優勢，

　第一、閥門檢漏傳感器認知

　　針對不同的環境條件有不同的檢測閥門泄漏的方法以及相應的傳感器元件。在眾多的閥門中，減壓閥是一種至關重要的安全裝置，當管道和容器中形成危險壓力時，它可用來保護設備和人員安全。閥門通常是關閉的，它僅受到彈簧力的控制，沒有受到其他輔助力量的控制。因此，這些閥門要求最大允許工作壓力和系統運行壓力之間有一個余量。標準制造商的建議是系統壓力不應該超過最大允許工作壓力的90%.當運行壓力接近閥門釋放點時，這個閥門就會像將要鳴哨的燒水壺一樣泄出氣體。當密封面完好無損時，氣體排放和產品損失僅僅局限于過剩壓力的釋放。然而，隨著時間的推移，這些閥門將出現泄漏問題。據國外數據統計表明，30%的閥門有不同程度的泄漏，其中10%有非常嚴重的泄漏，它們是產品損耗和環境污染的主要根源。

　　減壓閥泄漏時會在周圍產生超聲波信號，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到頻率為10kHz的超聲波，因此，采用被動超聲波傳感元件來監測減壓閥的泄漏。這種檢測方法是非侵害性的，超聲波傳感元件只需要用托架安裝在閥門旁邊，不會影響過程設備的正常運行。實驗證明，這種檢測方法適用于大多數的減壓閥和隔離閥，對煉油廠和石化廠的閥門泄漏非常有效。然而這種檢測方法也有它的局限性，即不適用于氣體壓力小于0.21MPa的低壓應用環境。低壓環境要求管道的氣體壓力至少應為0.34MPa或更高，而且閥門的周圍環境沒有其他較高強度的超聲波；不能有效地檢測到液體泄漏，只能檢測到各種氣體或蒸汽。

　　為了彌補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。這種檢測方法針對管道流體溫度高于或低于環境溫度的情況是非常有效的。比如，管道出口處溫度升高，即使這時的氣流沒有使超聲波傳感元件工作，但泄漏仍然可以被檢測到；同樣，當管道出口處溫度降低時，冷凍流體的泄漏也可以被監測到。由于這種檢測方法不依賴于閥門氣體泄漏所產生的超聲波信號，所以它可以適用于檢測液體泄漏。

　　當管道氣體或液體的溫度和環境溫度相近，閥門泄漏不會在周圍產生大的溫度變化時，就不能通過溫度傳感元件來檢測泄漏了。在這種情況下，采用壓力傳感元件來檢測閥門泄漏。壓力傳感元件被安裝在閥門的出口處，它可以檢測到超壓力的泄漏情況，但它不能檢測到少量的泄漏。

　　總之，閥門的泄漏檢測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絡，這樣可以可靠并及時地檢測到閥門的泄漏。

　　第二、無線傳感器網絡構成

　　本文所研究的閥門檢漏儀表是基于IEEE802.15.4/ ZigBee協議的短距離無線通信的傳感器網絡系統。短距離無線通信是指采用小型的，短距離（一二百米有效范圍）的無線網絡來實現低價位，低功耗，可替代線纜的無線數據和語音鏈路，為移動和工業，商業用戶提供各種服務。

　　目前，主流的短距離無線通信包括高速WPAN技術，低速WPAN技術（包括IEEE802.15.4/ZigBee和藍牙等），UWB高速無線通信技術等。不同的無線短程網和一些無線遠程網的數據傳輸率和傳輸距離的特性定位，它們都是按照無線傳輸數據，圖像，語音和實現無線監控等不同要求而設計的。

　　短距離無線通信技術具有低成本，低功耗和對等通信三個重要特征和優勢。無線傳感器網絡（WSN）是一種沒有預定基礎設施支撐的，自組織可重構的多跳無線網絡。在這些無線通信技術中，網絡的拓撲，信道的環境，業務的模式隨節點的移動而動態改變。它通過大量低成本，資源受限的傳感節點設備協同工作，實現某一特定任務。

　　ZigBee協議規范自問世以來，相關的芯片和協議棧的開發包和應用都吸引了眾多的機構投入人力和物力，且其仍在不斷地完善和發展。在應用領域上，基于ZigBee的家居無線網絡和樓宇無線網絡等方面都獲得了相當廣泛的接受和認可；近幾年，隨著ZigBee協議的不斷完善和升級，它在工業領域中的應用也在逐漸成熟。

　　IEEE802.15.4/ZigBee網絡由三種類型節點構成，分別為協調器，路由節點和參數檢測點。閥門檢漏的無線傳感器網絡中的各類型節點包括協調器，超聲波檢測節點，溫度檢測節點，壓力檢測節點和多個路由節點。IEEE802.15.4/ZigBee網絡的工作方式為：檢測節點按預設的周期測量采集數據，并經路由節點或直接發送到協調器；協調器接收數據后，將數據保存到相應寄存器內，供監控系統讀取。當檢測節點無法直接與協調器通信時，通過路由節點加入網絡，實現與協調器之間的通信。

　　協調器是作為網關使用的，它負責整個網絡的構建和維護。考慮到無線傳感器網絡的兼容性，不能只考慮加入到某種DCS或PLC系統中，而是要能夠加入到任意控制系統中。鑒于各類控制系統采用各自的通信協議，如西門子采用Profibus，三菱采用CCLink等，而這些控制系統均提供 RS－232 /RS－485串口和使用M odbus協議。因此, 協調器與控制系統的接口采用了RS－232/RS－485 和 M odbus協 議。協 調器 電路 板由CC2430、 串口芯片和電源芯片等構成。

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