基于LabVIEW的高溫壓力管道安全監(jiān)測系統(tǒng).pdf

1、在工業(yè)發(fā)展迅速的當今社會,壓力管道的使用范圍越來越廣泛,在石油化工、航空航天、鋼鐵能源、環(huán)境保護、制藥等各類工業(yè)制造業(yè)中都有大量使用,管道的安全問題受到越來越多的重視,尤其是在油氣輸送、火電廠發(fā)電等高溫高壓環(huán)境下的工作的壓力管道,其輸送的物質(zhì)為有毒、易燃易爆介質(zhì),易發(fā)生毒性氣體泄漏、管道爆炸等事故。目前國內(nèi)外用于管道監(jiān)測的技術都還存在缺陷性,不適用于高溫環(huán)境下的管道安全監(jiān)測,高溫壓力管道的安全監(jiān)測急需新技術的加入。
　　近年來光纖

2、光柵傳感技術(Fiber Bragg Grating, FBG)和虛擬儀器技術得到了快速的發(fā)展,應用范圍也變得越來越廣泛,本論文通過研究分析高溫環(huán)境下壓力力管道發(fā)生破壞的形式,得出高溫蠕變和管壁腐蝕減薄為主要破壞形式,依據(jù)高溫蠕變特性結合光纖光柵的傳感特性,研制開發(fā)了基于LabVIEW的高溫壓力管道安全監(jiān)測系統(tǒng)。
　　本監(jiān)測系統(tǒng)主要由光纖光柵表面應變傳感器、光纖光柵解調(diào)儀、LabVIEW計算機軟件以及GSM通信模塊等組成,通過光纖

3、光柵表面應變傳感器檢測被測物體表面應變,接入光纖光柵解調(diào)儀解調(diào)光纖光柵中心反射波長,然后由計算機軟件LabVIEW系統(tǒng)采集傳感器的波長信息輸入到計算機當中分析處理。
　　本論文設計的計算機軟件由LabVIEW編寫完成,主要由用戶系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、預警系統(tǒng)四大部分組成。用戶系統(tǒng)包括用戶登錄和用戶管理功能。具有普通權限的用戶可登錄系統(tǒng)進行監(jiān)測,而具有的管理員權限的用戶還可對用戶信息進行管理,具有增加或刪除用戶的權利。數(shù)據(jù)采集采

4、用了LabVIEW系統(tǒng)與儀器通信連接的方式,利用儀器驅(qū)動,系統(tǒng)可以和儀器直接實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)處理部分則包括數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理、存儲與查詢、監(jiān)測報告等。數(shù)據(jù)優(yōu)化使用了移動平均的概念,減少了數(shù)據(jù)的波動性,提高可觀測度;數(shù)據(jù)存儲采用了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),通過LabVIEW數(shù)據(jù)庫管理工具和SQL數(shù)據(jù)庫操作語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理;監(jiān)測報告則是使用了LabVIEW的報表生成工具,實現(xiàn)了監(jiān)測任務的情況匯總報告。預警系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)的閾值處理,預警方式和短消息預警系統(tǒng)。

5、閾值處理方面,設計了累積應變和加速應變兩種應變預警方式,預警方式上包括:彈窗預警提示、預警提示燈以及報警鳴音。同時加入了GSM模塊的使用,實現(xiàn)了預警時預警短消息的自動發(fā)送功能。
　　為了反映壓力管道的外壁應變情況,本論文設計了基于懸臂梁的應變實驗。將光纖光柵表面應變傳感器貼裝在懸臂梁表面,然后向懸臂梁加載砝碼,使其產(chǎn)生應變。實驗驗證了本監(jiān)測系統(tǒng)的實時監(jiān)測功能,能夠從監(jiān)測系統(tǒng)中讀取到傳感器的實時數(shù)據(jù)信息和整個應變的變化趨勢。同時,監(jiān)