[发明专利]一种在线超声波气体泄漏检测系统

说明书

本发明公开了一种在线超声波气体泄漏检测系统，包括四路超声波接收阵列模块、前置放大板、连接器和接收处理板，信号源通过所述四路超声波接收阵列模块实现四路信号采集，并通过前置放大板进行放大处理，所述前置放大板通过连接器与接收处理板相连接，所述接收处理板用于接收由前置放大板传输的信号，并对接收的信号进行处理，最后通过RJ45将处理后的数据进行上传，可将气体泄漏由原来泄漏挥发、弥漫之后才能检测到，提前到刚刚发生微弱泄漏就能立马检测出来，且可给出大体方位，方便寻找泄漏点，将泄漏处置时间大大提前，极大的减少事故的发生。可检测任何种类带压力气体，不用分种类设计开发多种气体探测。

技术领域

本发明涉及气体泄漏检测技术领域，具体为一种在线超声波气体泄漏检测系统。

背景技术

传统气体泄漏检测，利用泄漏气体弥散到气腔之后，用电化学、红外、或者超声波等手段进行检测，此方法一方面在检测上有很大的延时，等待检测到，已经泄漏一段时间，甚至还未检出已经造成事故；另一方面在检测气体种类上每个检测装置都有特定的气体种类检测，有很大的局限性。

另一方面，现有超声波侧漏仪，价格昂贵，且精密娇贵，最重要的是，无法实现在线检测，长期户外使用，且无法适应工业恶劣的环境，并且在检测距离上受到很大约束。

基于此，本发明设计了一种在线超声波气体泄漏检测系统，以解决上述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在线超声波气体泄漏检测系统，可将气体泄漏由原来泄漏挥发、弥漫之后才能检测到，提前到刚刚发生微弱泄漏就能立马检测出来，且可给出大体方位，方便寻找泄漏点，将泄漏处置时间大大提前，极大的减少事故的发生。可检测任何种类带压力气体，不用分种类设计开发多种气体探测。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种在线超声波气体泄漏检测系统，包括四路超声波接收阵列模块、前置放大板、连接器和接收处理板，信号源通过所述四路超声波接收阵列模块实现四路信号采集，并通过前置放大板进行放大处理，所述前置放大板通过连接器与接收处理板相连接，所述接收处理板用于接收由前置放大板传输的信号，并对接收的信号进行处理，最后通过RJ45将处理后的数据进行上传。

优选的，所述前置放大板包括四路前置放大模块，四路前置放大模块一一与四路超声波接收阵列模块采集的四路信号进行放大。

优选的，所述接收处理板包括电源管理模块、FPGA信号处理模块、四路调理模块和四路数模转换模块，所述电源管理模块用于电源管理以及提供电力，四路前置放大模块传输的放大信号一一由四路调理模块进行调理，四路调理后的信号一一由四路数模转换模块进行模数转换，所述FPGA信号处理模块用于将四路数模转换模块的数据进行数据采集、FFT和、波束形成和声强计算。

优选的，所述四路超声波接收阵列模块采用四块半导体应变压力换能器。

优选的，所述调理模块包括有源二阶带通滤波器和放大电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用气体泄漏产生超声波的原理实现气体的泄漏检测，一方面可检测泄漏的大致位置，另一方面可检测气体泄漏的强度。并且关键点是在刚产生泄漏的瞬时状态，就能捕获。不等泄漏扩散，有高校的杜绝事故的发生，并给补救或者处置赢得更多的宝贵时间。

本发明技术软件方面采用人工智能技术，及信号处理技术，能有效智能学习环境噪声的变化，以及环境固有超声频率的规律。能有效差分出泄漏产生的超声波，准确识别泄漏的产生。硬件设计上优化了超声波换能器的灵敏度，提升16dB min。并且在换能器加装前置放大模组，提升信号强度，并且在采集电路前设计调制模块以及高精度滤波模块，但此滤波模块只过滤电路电噪，环境噪声并不做过滤，保留环境噪声正是设计的关键。另外一个关键，采用超声阵列，能比较精准确定泄漏大致方位。

附图说明