基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统，包括：协议转换模块、数据处理服务器和一个以上传感节点；各个所述传感节点通过现场总线依次与所述协议转换模块和所述数据处理服务器连接；每一个所述传感节点包括若干个传感器接口，所述传感器接口用于与安装在待监测球罐关键部位的传感器连接。通过在待监测球罐表面关键部位安装传感器，实现了对球罐的健康状况实时监测；通过现场总线方式，提高了监测系统的可靠性和灵活性；另外，传感器采集到的数据通过现场总线上传给数据处理服务器，通过对数据进行分析，实现识别和诊断球罐的损伤情况，因此，实现了对球罐的实时在线监测与诊断，为保障球罐的安全运行提供了科学依据。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于球罐健康监测
，具体涉及一种基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统。
技术介绍
球罐为一种钢制容器设备，在石油炼制工业和石油化工中主要用于贮存和运输液态或气态物料。由于球罐在使用过程中，受内部压力和外界环境的影响，会逐渐出现一些危险部位，例如因裂缝扩展、塑性变形或相变等现象而增加球罐泄漏的危险性，所以，为保证球罐的安全使用，常常需要对球罐进行健康检测。现有球罐健康检测方法一般包括以下两类(一)人工直接目测检查即通过肉眼直接观察球罐表面的外观，从而判断球罐是否存在危险部位。该方法存在的主要缺陷为一方面，需要具有丰富经验的人员才能进行目测检查，从而限制了其应用；另一方面，人工目测检查通常只能对球罐的健康状况给出定性结论，无法量化，而且，对球罐健康状况的结论主观性较强，难以对球罐健康状况做出精确的评价。(二)采用便携式仪器监测球罐的健康状况即，当需要监测球罐的健康状况时，在球罐表面安装某一检测仪器，从而检测球罐的健康状况。该种方法存在的主要缺陷为实时性差，无法对球罐的健康状况进行长期有效的监测。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统，具有高的可靠性和监测精度，从而实现对球罐的健康状况的长期有效的监测。本技术采用的技术方案如下本技术提供一种基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统，包括协议转换模块、数据处理服务器和一个以上传感节点；各个所述传感节点通过现场总线依次与所述协议转换模块和所述数据处理服务器连接；每一个所述传感节点包括若干个传感器接口，所述传感器接口用于与安装在待监测球罐关键部位的传感器连接。优选的，每一个所述传感节点具有的所述传感器接口的数量为4个。优选的，所述传感节点还包括数据采集处理模块；所述数据采集处理模块包括依次连接的信号调理电路、AD转换电路、MCU和总线通信模块。优选的，所述传感器为电阻应变片传感器。优选的，所述电阻应变片传感器集成有温度补偿电路。优选的，所述待监测球罐关键部位包括所述待监测球罐的焊缝处、母材处和支腿处中的一种或几种。优选的，所述传感器通过焊接的方式直接焊在所述待监测球罐关键部位处。优选的，所述传感器被封装在防护盒内。优选的，所述传感节点通过磁吸附固定在所述待监测球罐的外表面上。优选的，所述协议转换模块为将CAN协议转换为USB协议的模块。本技术的有益效果如下通过使用本技术提供的基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统，通过在待监测球罐表面关键部位安装传感器，实现了对球罐的健康状况实时监测；而且，通过现场总线方式，提高了监测系统的可靠性和灵活性；另外，传感器采集到的数据通过现场总线上传给数据处理服务器，通过对数据进行分析，实现识别和诊断球罐的损伤情况，因此，本技术实现了对球罐的实时在线监测与诊断，为保障球罐的安全运行提供了科学依据。 附图说明图I为本技术提供的基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统的结构示意图；图2为本技术提供的传感节点的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术提供的基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统进行详细说明。如图I所示，为本技术实施例提供的一种基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统，包括一个以上传感节点、协议转换模块和数据处理服务器；各个所述传感节点通过现场总线依次与所述协议转换模块和所述数据处理服务器连接；每一个所述传感节点包括若干个传感器接口，所述传感器接口用于与安装在待监测球罐关键部位的传感器连接。由于采用现场总线方式，提高了监测系统的可靠性和灵活性。本技术提供的基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统是以球罐钢结构为研究对象，应用现场总线传感技术，对钢结构上关键部位的应变等参数进行实时监测的综合监测系统。下面对传感节点、协议转换模块和数据处理服务器分别介绍(一 )传感节点每一个传感节点包括若干个传感器接口，优选为4个，通过传感器接口与安装在待监测球罐关键部位的传感器连接。其中，针对球罐这一特定应用对象，本监测系统采用的传感器可以为电阻应变片传感器。可以采用延伸性更好的材料来制作电阻应变片传感器的基底，例如选用优质低碳结构钢制作电阻应变片传感器基底，且基底厚度比通用电阻应变片基底厚度厚3至5倍，以增强其坚固耐用性能，且方便焊接；并在基底经过研磨、抛光、清洁处理后，采用英国离子溅射技术在基底表面制作敏感栅；电阻应变片的弓I出线设计成包含有特种复合材料绝缘层的紫铜导线，从而提高电阻应变片传感器的抗拉性能和绝缘性能，保证与球罐金属结构的绝缘；并且，引出线端子做成密封形式，避免信号受到干扰；盖层采用高强度玻璃纤维布，增强其在露天应用下的防腐蚀性能。通过上述几方面的改进，加强了电阻应变片传感器的灵敏度、耐用性以及电阻应变片传感器与球罐金属结构的贴合性。同时，电阻应变片传感器集成有温度补偿电路。系统设计了专用桥式温度补偿电路，利用电桥原理实现温度影响的自抵消。当电阻应变片传感器安装在可以自由膨胀的试件上，在试件不受外力作用时，若环境温度不变则应变片的应变为零，若环境温度变化，应变片会产生应变输出。为了消除这种温度影响，本系统设计了桥式电阻应变片电路。电阻应变片实物做成一对同样的应变片，其中作温度补偿用的那一片应变片不安装在球罐表面而安装在外加的试块上，通过桥式电路设计来抵消温度所引起的应变片阻值的变化，进而抵消温度所引起的应变输出。不采用温度补偿时，也可用作无补偿应变片。如表I所示，为电阻应变片的详细参数表。表 I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统，其特征在于，包括协议转换模块、数据处理服务器和一个以上传感节点；各个所述传感节点通过现场总线依次与所述协议转换模块和所述数据处理服务器连接；每一个所述传感节点包括若干个传感器接口，所述传感器接口用于与安装在待监测球罐关键部位的传感器连接。2.根据权利要求I所述的基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统，其特征在于，每一个所述传感节点具有的所述传感器接口的数量为4个。3.根据权利要求I所述的基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统，其特征在于，所述传感节点还包括数据采集处理模块；所述数据采集处理模块包括依次连接的信号调理电路、AD转换电路、MCU和总线通信模块。4.根据权利要求I所述的基于现场总线传感技术的球罐健康监测系统，其特征在于，所述传感器为电阻应变片传感器。5.根据权利要求4所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁克勤，王志杰，王浩，寿比南，林树青，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，北京中检希望科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：