[实用新型]一种线阵型超声波泄漏检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种线阵型超声波泄漏检测装置及方法，属于气体泄漏检测技术领域。

背景技术

目前，工业中和生活中均大量用到用于储存和输送压缩气体的压力容器，如气缸，气罐，煤气管道等由于各种原因，容器会产生漏孔从而发生气体泄漏。据估计，工业中的压缩气体由于泄漏而损失掉的平均占到40%左右。泄漏不但会造成能源的浪费，而且如果是有害气体的话，还会对空气造成污染。因此，准确地判断和定位产生泄漏的位置，对于提高企业的生产效率和节约能源具有重大的意义。传统的泄漏检测方法，比如绝对压力法、压差法、气泡法等，操作复杂并且对技术人员要求较高，而且不具有实时性。现在工业中广泛利用泄漏产生超声波的原理来进行泄漏检测，但是现在的超声波泄漏检测仪一般都是手持式设计，需要人工在泄漏点附近测量，测量效率低，不利于自动化快速检测。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术中操作复杂、对技术人员要求高、不具有实时性等问题，提出一种线阵型超声波泄漏检测装置及方法，通过线阵型的超声波阵列采集泄漏产生的超声波信号，计算信号之间的相关性，引入数据融合的理论及方法，从而判断泄漏是否存在以及确定泄漏的位置，用于检测待测工件的气密性，并在泄漏存在时对泄漏信息进行分析处理，提供以下功能：

1）判断是否存在泄漏；

2）判断泄漏的位置；

3）估算泄漏孔径的大小。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的一种线阵型超声波泄漏检测装置，用于检测气体容器的气密性，泄漏检测装置包括线阵型超声波探头阵列、超声波信号放大滤波电路、数据采集卡和工控机，其连接关系为：

上述线阵型超声波探头阵列的数量为1个以上，每个阵列带有4个超声波探头；

上述超声波信号放大滤波电路的数量为1个以上且其数量与线阵型超声波探头阵列的数量相同，每个电路可对4路超声波信号进行放大滤波处理；

上述数据采集卡的数量为1个以上且其数量与线阵型超声波探头阵列的数量相同，每个采集卡可对4路信号进行同步采集，全部数据采集卡均为高速同步数据采集卡；

上述的工控机的数量为1个；

每个线阵型超声波探头阵列通过BNC接头线缆与对应超声波信号放大滤波电路的输入端相连，每个超声波信号放大滤波电路的输出端通过扁平线与对应数据采集卡的输入端相连，数据采集卡通过工控机机箱中的插槽固定在工控机上并未工控机提供采集到的数据；

本实用新型的一种线阵型超声波泄漏检测装置，其工控机中的软件部分包括以下模块：系统初始化模块、泄漏检测模块、泄漏定位模块和泄漏孔径估算模块。初始化模块用于配置数据采集卡、设定存储路径和参数的设置，完成装置的初始化；泄漏检测模块用于判断泄漏是否存在；泄漏定位模块用于在泄漏存在的情况下确定泄漏的位置；泄漏孔径估算模块用于在泄漏存在的情况下估算泄漏控制的大小。

本实用新型的一种线阵型超声波泄漏检测装置，其实现泄漏检测及定位、孔径估算所采用的方法是：将线阵型超声波探头阵列置于待测目标前，在待测目标充气后进行数据采集，将各个通道采集的信号进行相关性运算，将得到的相关性值通过神经网络变换成泄漏的概率，再通过证据理论的方法判定泄漏是否存在；在泄漏存在的情况下通过相关性数据的时差值进行泄漏孔位置的判定；同时结合信号强度的对照表估算泄漏孔径的大小。

本实用新型的一种线阵型超声波泄漏检测装置，其工作过程为：先运行系统初始化模块，然后运行泄漏检测模块对待测目标进行泄漏检测，在泄漏存在的情况下运行泄漏定位模块和泄漏孔径估算模块，具体工作步骤为：

1）运行系统初始化模块，包括以下内容：

1.1设定最终用于保存检测记录的文件的存储路径；

1.2完成数据采集卡的初始化；

1.3设定泄漏概率的阈值和孔径估算的对照表，此阈值和对照表根据以往的测试经验给出。

2）运行泄漏检测模块，包括以下步骤：

2.1启动数据采集卡并读取数据采集卡采集到的数据；

2.2将数据采集卡采集到的各个数据每两个都进行相关运算，得到各个数据之间的相关性数组；

2.3利用神经网络根据步骤2.2得到的相关性数组计算待测目标的泄漏概率、未泄漏概率及不确定概率，每个相关性数组最后得到待测目标的1组泄漏概率、未泄漏概率及不确定概率；

2.4将各个泄漏概率进行基于证据理论的数据融合运算，得到融合后的泄漏概率；