[发明专利]一种机场油库储罐结构健康监测系统及控制评价方法

说明书

一种机场油库储罐结构健康监测系统及控制评价方法。系统包括多个加速度传感器、Wifi通信模块、数据存储模块、电源、工控机、后台服务器和液位仪。本发明提供的机场油库储罐结构健康监测系统及控制评价方法具有如下优点：(1)实施方便。直接在机场油库储罐外表面设置加速度传感器、在机场油库储罐内设置液位仪并与工控机通过有线连接，便于施工和后期管理。(2)计算便捷。利用机场油库储罐理论和实测加速度值结合内部储油重量可以快速求解机场油库储罐的刚度系数，大大提高了运算速度。(3)安全度高。系统布置不对机场油库储罐结构造成任何破坏，属于无损技术。

技术领域

本发明属于机场工程技术领域，特别是涉及一种机场油库储罐结构健康监测系统及控制评价方法。

背景技术

航空煤油储罐是储存航空煤油的重要装置，安装、使用过程中的任何不当操作，都有可能导致超压、变形、甚至出现结构损伤，从而造成严重的安全事故和经济损失。造成损伤发生的主要原因包括设备材料失效、机械损伤、第三方因素及自然灾害等。

目前针对储罐健康监测的方法大致有声学方法、红外法、光纤传感法、压电阻抗法等。对于储罐的健康监测，主要集中在腐蚀、形变和温度方面，这时超声导波和声发射技术监测腐蚀具有优势，光纤传感技术可以全局监测应变、温度及振动等。近些年来储罐健康监测技术的发展状况主要体现在：传感器和布置方式改进，利于目标信号的接收；算法改进，提高监测灵敏度；技术的联合应用，精度、准确性提高；设备工艺改进，利于监测的开展。物联网技术的发展、健康监测市场需求的不断扩大、安全意识的提高使得化工设备的健康监测技术成为发展趋势。但是健康监测技术在检测机理、仪器及方法等方向还有很多工作待展开。实际工程应用方面，多种监测技术联合应用、传感器的布置方式及信号传输方式等都是有待优化改进的方向。

航空煤油储罐属于常压罐，罐体变形是其最为常见的安全问题，多数原因是罐内压力异常导致的。因此，研究一套航空煤油储罐安全运行监测分析系统，实时监测储罐的压力情况，对于保障储罐自身的安全以及航空飞行的安全稳定运行就显得尤为重要。

为此，结合机场油库储罐的发展趋势，提出一种简单易行、结果可靠的机场油库储罐结构健康监测系统和控制评价方法，对提高机场油库储罐安全管理能力，具有实际应用意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种机场油库储罐结构健康监测系统及控制评价方法，以提高机场油库储罐安全管理能力。

为了达到上述目的，本发明提供的机场油库储罐结构健康监测系统包括多个加速度传感器、Wifi通信模块、数据存储模块、电源、工控机、后台服务器和液位仪；其中，所述的多个加速度传感器分布设置在机场油库储罐的外表面上；液位仪位于机场油库储罐内航空煤油的液面处；加速度传感器、数据存储模块和液位仪通过电源线和数据线与工控机相连接，工控机通过Wifi通信模块与后台服务器进行数据交换；后台服务器为设置于管理中心的计算机，内置有机场油库储罐结构健康预警模块和机场油库储罐结构健康评价模块；电源用于为加速度传感器、Wifi通信模块、数据存储模块、工控机和液位仪供电。

所述的加速度传感器为设置在机场油库储罐外表面中部的水平加速度传感器。

所述的工控机包括振动采集及控制模块和CPU，其中振动采集及控制模块采用中国台湾泓格I-7188XA，CPU采用AMD 80188-40。

本发明提供的机场油库储罐结构健康监测系统的控制方法包括按顺序执行的下列步骤：

1)系统通电自检的S1阶段：在此阶段中，系统通电，工控机开始自检，然后进入S2阶段；

2)判断系统组件是否工作正常的S2阶段：在此阶段中，工控机检测加速度传感器、Wifi通信模块、数据存储模块和液位仪是否通信正常，同时检测与后台服务器的远程通信是否正常，如果判断结果为“是”，则进入S4阶段；否则进入S3阶段；