用于从来自阀的声能中过滤噪声的系统和方法技术方案

系统和方法的实施例能够过滤来自远离阀的来源的声能。这些实施例利用来自传感器的信号，所述信号表明来自阀上和/或阀周围的各种位置的声能。在一个实施例中，所述系统包括接近阀的位置处和与阀间隔开的位置处的传感器。所述系统能够进一步处理来自这些位置的信号，并且在一个示例中，将数据的样本进行组合，以形成阀的能量特征，所述能量特征有效地免于源于阀的上游和/或下游的噪音。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本文公开的主题涉及信号处理，并且在一个或多个实施例中涉及去除和/或过滤来自监测过程设备中的阀的操作的信号的声能的系统和方法。过程设备中的阀能够呈现各种类型的故障模式，故障模式能够导致严重的经济后果，并且能够造成安全风险。空穴现象是当跨阀的压力降引起工作流体的压力下降到低于蒸汽压时发生的一种失效模式。该压力降引起气泡形成。这些气泡的瓦解能够损坏阀和管道。在另一种模式中，阀不能完全地闭合，这引起工作流体通过阀泄漏。这类泄漏能够指示关于阀的许多问题。这些问题可以包括对组件(例如，插头和/或杆)的损坏、存在阻碍和/或阻挡插头完全致动的碎片以及致动器不能提供足够的力来完全关闭阀。过程设备可以采用若干种方法来检测这些故障模式以及关于阀的其它问题。这些方法的示例经常寻找例如阀的下游(和/或上游)的流或压力的偏移。在另一个示例中，方法监测由阀发出的噪音。因为一些机械故障(例如，在杆、插头、座和/或阀启动器中)可以引起振动，这些方法是特别有用的。几乎闭合的阀经常发出振动，其指示阀中存在泄漏。检测这些振动的声能并且将声能与已知的泄漏阀的光谱进行比较能够有助于检测泄漏的存在。尽管声方法能够检测管道中的泄漏，但是这些方法很难应用在处理厂中，因为处理厂中的阀经受到许多能够干扰该技术的声源。一些方法通过将检测频率限制到超声范围而克服了关于干扰的问题。这些频率很少受到源于远离阀的声源的能量的影响。其它的方法测量周围的声噪音，并且直接从衡量阀处的声能的信号中减去该测量。然而，该方法不消除能够沿着管道发生的噪音。为了进一步解决沿着管道的噪音，其它的方法已利用了多个声传感器；但是这些方法已使用传感器处的声能的到达时间来定位声源的空间“位置”，而不是用于消除事件处的噪音。
技术实现思路
本公开描述了能够过滤来自远离阀的源的声能的系统和方法的实施例。这些实施例利用来自传感器的信号，所述信号表明来自阀上和/或阀周围的各种位置的声能。在一个实施例中，所述系统包括接近阀的位置处和远离阀的位置处的传感器。所述系统可进一步处理来自这些位置的信号，并且在一个示例中，将数据的样本进行组合，以形成阀的能量特征，所述能量特征有效地免于源于阀的上游和/或下游的噪音。附图说明现在简单地参照了附图，其中：图1描绘监测过程设备的一部分中的阀处的声能的系统的示范性实施例的示意图；图2描绘用于处理信号以去除和/或过滤来自信号的声能的方法的示范性实施例的流程图；图3描绘传感器组件的示范性配置的示意图，传感器组件具有能够测量阀处的声能的传感器；图4描绘用于从识别阀处的声能的信号中过滤噪声的方法的示范性实施例的流程图；图5描绘处理组件的示范性配置的示意图，所述处理组件能够处理信号以去除和/或过滤来自信号的声能；图6描绘功率谱的曲线；以及图7描绘用来监测过程设备的一部分中的阀处的声能的系统的示范性实施例的示意图。贯穿若干附图，在可应用的情况下，相似参考字符指定相同或对应组件和单元，其不按比例，除非另有指示。具体实施方式图1描绘系统100的示范性实施例的示意图，该系统能够监测在过程设备中发现的组件处的状况。图1的图示代表过程设备的一部分102。部分102包括一个或多个管道104和阀106。阀106的操作调节工作流体F从部分102的上游侧108到下游侧110的流动。系统100包括传感器组件112和与传感器组件112交换信号的处理组件114。处理组件114的示例能够生成带有对于理解阀106的操作有用的数据的输出。该数据的进一步处理能够检测阀106的操作状况，其可能导致对阀106的损害和/或可引起在阀106附近的个体的损害。系统100的示例解决起因于噪音在部分102内的传播的问题。该噪音能够使传感器组件112从阀106采集的信号失真。噪音能够阻碍关于阀106的有问题的操作状况的诊断。如更下面所讨论的，处理组件114能够过滤掉起因于远离(也称为“离开”)阀106例如在上游侧108和下游侧110中的一个或多个处的点的噪音。该特征去除来自输出的数据的噪音影响，噪音可由远离阀106的干扰造成。广泛地，传感器组件112能够包括对阀106处和/或处理设备的部分102内的操作状况敏感的装置。这些装置的示例能够包括加速度计和压力传感器。这些装置能够例如响应于通过媒介传播的声波而生成信号。在一个示例中，媒介可以包括管道104、阀106和工作流体F的一个或多个。处理组件114的配置能够包括对于处理信号有用的电路。该电路能够包括模拟和数字组件。后者的组件即数字组件可以利用一个或多个处理器、存储器和相似的离散元件。这种类型的数字电路可以运行限定处理信号步骤的指令(也称为“可运行的指令”)，并且在一个示例中生成有效地免于来自远离阀106的部分的噪音的输出。传感器组件112和处理组件114的实施方式辨认出声波能够起因于阀106和其它的地方，例如沿着阀106的上游侧108和下游侧110上的管道104。这些波能够在不同的方向传播，最终影响遍及过程设备的部分102而发现的传感器106处的信号的数据。例如，来自阀106的波能够传播到上游侧108和下游侧110。发生在上游侧108上的波能够跨阀106传播至下游侧110，并且反之亦然。在一个示范性操作期间，传感器组件112能够生成带有数据的信号，所述数据表明了来自阀106的声能和来自远离阀106的一个或多个位置的声能。该配置能够识别并监测阀106生成的声能以及其它的噪音，如上所示，噪音能够使来自阀106的信号的数据失真。该失真能够使关于阀的问题变得模糊，所述问题正常地从观察声波的某些变化中将会是显而易见的。处理组件114能够处理来自信号的数据，以便为阀106形成能量特征。能量特征包括有效地免于并非源于阀106的声能的影响的数据。在一个示例中，将能量特征的数据和与有问题的操作一致的能量的已知谱进行对比，能够帮助识别和/或预测关于阀106的问题。结果，阀106能够受到优先的和/或及时的维护，以便减轻关于阀10的损坏和/或潜在的例如关于过程和/或过程设备的问题。图2描绘方法200的示范性实施例的流程图，该方法用于处理来自信号的数据以去除和/或过滤噪声。方法200包括在步骤202处从传感器组件接收信号，在步骤204处将来自信号的数据组合以便为阀形成能量特征，并且在步骤206处生成包括表明能量特征的数据的输出。接收信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测阀的操作的系统，包括：传感器组件，包括第一传感器和第二传感器；以及与所述传感器组件耦合的处理组件，所述处理组件包括处理器、存储器和可运行的指令，所述可运行的指令存储在所述存储器中并且配置成由所述处理器运行，所述可运行的指令包括用于如下的指令：接收来自所述传感器组件的信号，所述信号包括来自接近所述阀的第一位置处的所述第一传感器和与所述第一位置间隔开的第二位置处的第二传感器的数据，将来自所述信号的数据组合，以形成所述阀的能量特征，所述能量特征包括来自起因于所述第一传感器的第一信号的数据的第一样本、来自包括第一延迟的所述第一信号的数据的第二样本以及来自起因于所述第二位置处的所述第二传感器的第二信号的数据的第三样本，其中所述第二样本包括不同于所述第一延迟的第二延迟，以及生成包括表明所述能量特征的数据的输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.27 US 13/9289911.一种用于监测阀的操作的系统，包括：
传感器组件，包括第一传感器和第二传感器；以及
与所述传感器组件耦合的处理组件，所述处理组件包括处理器、存储器和
可运行的指令，所述可运行的指令存储在所述存储器中并且配置成由所述处理
器运行，所述可运行的指令包括用于如下的指令：
接收来自所述传感器组件的信号，所述信号包括来自接近所述阀的第一位
置处的所述第一传感器和与所述第一位置间隔开的第二位置处的第二传感器的
数据，
将来自所述信号的数据组合，以形成所述阀的能量特征，所述能量特征包
括来自起因于所述第一传感器的第一信号的数据的第一样本、来自包括第一延
迟的所述第一信号的数据的第二样本以及来自起因于所述第二位置处的所述第
二传感器的第二信号的数据的第三样本，其中所述第二样本包括不同于所述第
一延迟的第二延迟，以及
生成包括表明所述能量特征的数据的输出。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一延迟和所述第二延迟包括固
定延迟值，所述固定延迟值利用声音从所述第一位置到所述第二位置的传播时
间。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一延迟是所述固定延迟值的两
倍。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第二延迟具有基本上等于所述固
定延迟值的值。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括第三位置处的第三传感器，其中所
述能量特征包括来自起因于所述第三传感器的第三信号的数据的第四样本，其
中所述第三位置与所述第一位置和所述第二位置间隔开，并且其中所述第四样
本包括不同于所述第一延迟的第三延迟。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第三延迟基本上与所述第二延迟
相同。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述第二位置和所述第三位置分别位
于所述阀的上游侧和下游侧上。
8.根据权利要求5所述的系统，其中所述第二位置和所述第三位置与所述
第一位置相等地间隔。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器和所述第二传感器包
括多个加速度计。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器和所述第二传感器
包括多个压力传感器。
11.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·G·舒诺弗，
申请(专利权)人：德莱赛公司，
类型：发明
国别省市：美国;US