[发明专利]一种多传感管道状态智能监测装置

权利要求书

1.一种多传感管道状态智能监测装置，其特征在于：包括多传感智能管段、数据传输模块、数据分析预测模块、电源模块和状态显示及报警模块；所述多传感智能管段为一段具有测量该管段内部流体参数以及测量该管段本身状态信号功能的管段，多个所述多传感智能管段分布式串联在需要状态监测的管道中，所述多传感智能管段内部集成有数据采集模块，数据采集模块将管段上的多个传感器电缆接入，对采集到的信息进行初步滤波、放大、数字转化处理成多传感信息流，通过数据传输模块的总线传输给所述数据分析预测模块；

所述多传感智能管段包括两端部和中间部，所述两端部为连接部分，包括法兰、螺纹接口、快速接口中的一种，用于将多传感智能管段匹配安装在管道中；中间部为传感器安装部分，包括若干个周向布置的浸入式传感器接口，若干个轴向方向布置的贴片式传感器接口，所有的传感器接口均为标准接口；

所述数据分析预测模块对采集到的管段内部流体参数进行数据处理并判断管道是否堵塞或泄漏的步骤如下：

设置A₁、A₂、A₃…A_n为被监测管道上分布的多传感智能管段，设[P₁ F₁ T₁]为A₁管道内部流体的监测数据，其中P₁、F₁、T₁为经过滤波、放大、数字转换并且归一化的压力、流量、温度数据；

步骤S1-1：根据每个多传感智能管段中采用的传感器精度、可靠性因素，给测量得到的P₁ F₁ T₁的给予相应的0.5至1的加权系数α，得到A₁至A_n处初步处理监测数据[α₁p₁ α₂F₁ α₃T₁]…[α_np_n α_nF_n α_nT_n]；

步骤S1-2：根据每个多传感智能管段在被监测管道上的布置位置，给予每组测量数据相应的0.3至1的加权系数β，加权系数的选取根据布置位置的重要性确定，重要阀门、泵源的前后的多传感智能管段给予0.8至1的加权系数，一般阀门、部分直管段处的多传感智能管段给予0.6至0.8的加权系数，在管路分叉处、流量不稳定处给予0.3至0.6的加权系数，得到A₁至A_n处最终处理监测数据β₁[α₁P₁ α₂F₁ α₃T₁]…β_n[α_nP_n α_nF_n α_nT_n]；

步骤S1-3：采集被监测管道工况M₁、M₂、M₃…M_n的每个多传感智能管段信息，得到每个工况的运行参数集合M₁(β₁[α₁P₁ α₂F₁ α₃T₁])…M_n(β_n[α_n1P_n α_n2F_n α_n3T_n])，工况M_n可以是管道正常运行的工况，也可以是出现故障的管道工况；

步骤S1-4：将运行参数集合M₁(β₁[α₁P₁ α₂F₁ α₃T₁])…M_n(β_n[α_n1P_n α_n2F_n α_n3T_n])通过分类器进行训练得到工况与参数基础信息库，包括正常运行信息和故障运行信息，所述分类器为人工神经网络、支持向量机中的一种；

步骤S1-5：待步骤S1-4完成分类器训练后，将实时采集到的被监测管段运行的参数M₁(β₁[α₁P₁ α₂F₁ α₃T₁])…M_n(β_n[α_n1P_n α_n2F_n α_n3T_n])送入到步骤S1-4中的分类器，实时获得被监测管道的运行状态，如出现故障状态，数据分析预测模块将识别故障类别及故障定位。