2 阀门泄漏故障声发射检测系统

阀门泄漏故障声发射(AE)检测系统由软件和硬件系统两部分组成.硬件系统包括声发射采集卡、声发射传感器、前置放大器和便携式工控机等.其中, 声发射信号采集卡为NI 公司生产的PCI-6110多功能数据采集卡, 每通道采样率为5MS/ s , A/D转换精度为12Bi t ;声发射传感器为北京声华公司生产的SR150N声发射传感器, 工作频率为22 ～220 kHz.软件系统则在理论研究的基础上, 依据阀门泄漏声发射信号特点及系统功能要求进行设计.

 2.1 系统功能设计
  结合LabVIEW 软件图形化、模块化编程特点以及阀门泄漏故障声发射检测系统功能要求, 阀门泄漏故障声发射检测系统功能图见图1.使用该检测系统时, 首先登陆启动界面完成被测阀门的基本信息录入, 此时系统就会根据用户所输入信息自动调用泄漏故障数据库中相应类型阀门的泄漏数据,并对其进行拟合, 确定该类型阀门泄漏率计算公式;而后系统进入监测主界面, 该子模板主要由文件、操作、查看、诊断及帮助五个模块组成, 可实现系统的参数设置、数据采集、数据保存、数据回放、数据分析处理、图形显示、故障报警等功能, 从而完成阀门泄漏故障的在线监测与泄漏率计算.

2.2 系统主界面设计
  监测主界面(图2)由菜单栏、操作指示区和数据显示区三部分组成.其中, 菜单下拉列表包含本系统所有功能, 通过点击各个下拉菜单即可实现相应功能;操作指示区主要进行采集指示和故障指示, 为方便用户对系统的运行操作, 系统中经常使用的操作命令也被以控件的形式列入了该区域;数据显示区是监测界面的主要内容, 包括波形显示和参数显示, 使用户可以直观形象地监视阀门泄漏信号的波形和趋势走向.

3  阀门泄漏率与声发射信号特征定量关系试验研究

3.1 试验系统简介
  根据模拟现场条件要求, 阀门泄漏故障模拟实验台见图3 , 它主要由储水箱、离心电动泵、被测阀门、压力表、量筒及秒表等组成, 其中被测阀门有闸阀(50mm 、65mm)和截止阀(50mm).试验中使用量杯在阀后计量阀门泄漏量, 同时使用秒表进行计时, 从而实现了被测阀门各泄漏工况下的泄漏率测量.

3.2 试验内容
  试验内容有:
  (1)在阀门泄漏故障模拟实验台上测量闸阀50mm 、闸阀65 mm 及截止阀50 mm 在不同泄漏工况下的泄漏声发射信号及泄漏量, 研究阀门泄漏率与泄漏声发射信号RMS 值之间的定量关系, 建立阀门泄漏故障数据库.

(2)调用各被测阀门泄漏数据, 测定其在各工况下的泄漏率, 比较试验系统检测结果和实测结果以验证泄漏率计算方法的准确性.

图3  阀门泄漏故障模拟实验台
Fig .3  S imulat ion experiment al pl at f orm for detect ion of valve leakages