【技术实现步骤摘要】
高浓度水煤浆输送管道监测预警系统及预警方法
本专利技术属于管道运输动态监测
，尤其涉及一种高浓度水煤浆输送管道监测预警系统。
技术介绍
高浓度水煤浆是由大约65％的煤，34％的水和1％的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。它的显著特点是粘度高,而且粘度与其含水量、温度和添加剂等因素有关。水煤浆作为一种可以流动而又能够长期保持悬浮状态的高浓度煤、水混合物,流动状况比较复杂。工业燃用的水煤浆浓度较高、粘度较大，在管内流动时的雷诺数亦较低,流动属于层流状态。水煤浆中含有钙、镁、钠离子盐类容易结垢，水中残留的氧气容易腐蚀管道结垢，进而管径变窄而堵塞管道，影响了长距离输送水煤浆管道的正常安全运行。目前，普遍使用超高分子量聚乙烯材料的管道进行水煤浆的输送，此材料的管道要达到不结垢的条件是水煤浆的流速需要保持在2.3～4.6m/s，而高浓度水煤浆的流速基本保持在0.5～1m/s，加之其流动状况复杂，极易在管道内壁上产生结垢，造成堵塞。电容层析成像(ElectricalCapacitanc...
【技术保护点】
1.一种高浓度水煤浆输送管道监测预警系统，其特征是该系统包括：电容传感器、信号获取单元、无线通讯模块和上位机；/n安装在输送管道(1)上的电容传感器由电极(2)、填充材料(3)和屏蔽电极组成,屏蔽电极由径向电极(4)和屏蔽层(5)组成，屏蔽层用来抑制外界电磁场的干扰，径向电极与屏蔽层相连并且指向圆心，用来抑制相邻电极之间的信号干扰；/n安装在输送管道上的信号获取单元包括电容检测板和电极状态转换板，在电极状态转换板内STM32控制单元控制ADG612芯片，来对电极的状态进行切换，电容检测板用来测量和传输电容值数据，当一个数据采集周期结束后，无线通讯模块将采集到的一个周期的数据...
【技术特征摘要】
1.一种高浓度水煤浆输送管道监测预警系统，其特征是该系统包括：电容传感器、信号获取单元、无线通讯模块和上位机；
安装在输送管道(1)上的电容传感器由电极(2)、填充材料(3)和屏蔽电极组成,屏蔽电极由径向电极(4)和屏蔽层(5)组成，屏蔽层用来抑制外界电磁场的干扰，径向电极与屏蔽层相连并且指向圆心，用来抑制相邻电极之间的信号干扰；
安装在输送管道上的信号获取单元包括电容检测板和电极状态转换板，在电极状态转换板内STM32控制单元控制ADG612芯片，来对电极的状态进行切换，电容检测板用来测量和传输电容值数据，当一个数据采集周期结束后，无线通讯模块将采集到的一个周期的数据发送至上位机进行处理，显示不同位置的管道内部浆体流动状态，进行图像重建；进行相关分析计算，显示水煤浆的实时流动速度，保存历史数据。
2.如权利要求1所述的高浓度水煤浆输送管道监测预警系统，其特征是监测预警系统的预警方法包括如下步骤：
(1)在水煤浆输送管道上按实际需求在不同位置安装电容传感器，信号获取单元和无线通讯模块，上游的电容传感器用于图像重建，显示浆体的实时浓度，上游和下游发送回来的电容检测值经过相关分析计算得到相关函数Rxt(τm)，该图形峰值对应的时间τm是浆体从上游传感器到下游传感器的流动时间，经过计算就可得出浆体的流动速度，工作人员通过重建的图像和浆体流速来掌握输送管内不同位置的浆体流动状况；
(2)远程控制电容传感器对激励电极施加电压来测量其他电极对之间的电容值，如此往复直至所有电极全部依次激励，并且电极对之间的电容值测量完毕后，通过无线通讯模块将测得的数据传输至上位机进行图像重建和相关分析计算；
(3)工作人员接收到发送回来的数据，再通过上位机进行图像重建，得出输送管道不同位置的水煤浆介电常数分布图像；
(4)通过监测管道内部水煤浆介电常数分布图像，掌握输送管道内部煤粉颗粒的沉降情况；
(5)通过对比不同时刻的浆体流动速度，判断输送管道内部是否存在堵塞问题，以此达到对输送管道实时状态监测和预警的目的。
3.如权利要求2所述的高浓度水煤浆输送管道监测预警方法，其特征是流动速度的相关分析计算方法如下：假设上游传感器检测得到的信号为x(t),下游得到的信号为y(t),经相...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵栓峰，杨建伟，贺海涛，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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