新型气体泄漏超声检测系统的研究与设计
2012-12-25
前，工业上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，工业上由于泄漏而损失掉的压缩气体平均占到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。目前，工业上广泛利用泄漏产生超声波的原理来进行泄漏检测。利用超声波检测气体泄漏位置，不仅方法简单，而且准确可靠。基于此，本文研究并设计了一种新型的超声波气体泄漏检测系统。
传统的泄漏检测方法如绝对压力法、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。目前，工业上广泛利用泄漏产生超声波的原理来进行泄漏检测。利用超声波检测气体泄漏位置，不仅方法简单，而且准确可靠。基于此，本文研究并设计了一种新型的超声波气体泄漏检测系统。
小孔气体泄漏所发出的超声波强度是极其微弱的，而且在工业场合，环境噪声是相当大的。所以要检测出在恶劣环境下的气体泄漏所发出的超声，必须对系统信号放大部分进行精心的设计。在本系统中只检测40kHz点的泄漏超声波的强度，原因是通过实验得出，在40kHz点的泄漏超声波能量都是比较大的，而且泄漏声和本底噪声能量差值也最大(如图3所示)。这样选择可以增加系统灵敏度。
系统原理如图4所示。系统分为模拟和数字两部分，模拟部分包括信号放大电路和音频处理电路等。信号放大电路由前置放大电路、带通滤波电路和二次放大电路组成。音频处理电路由本振电路、混频器、功率驱动电路组成。数字部分主要由DSP和LCD、RAM、键盘等外围设备组成。传感器信号经过放大滤波以后，一路交由DSP处理，另一路通过降频转化为可听声。下面分别介绍各部分原理。
来源 电能质量分析仪 http://www.hncsw.net/
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