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原文传递一种冰浆输送管道防堵塞监测方法、系统及解除装置

专利名称：	一种冰浆输送管道防堵塞监测方法、系统及解除装置
摘要：	本发明公开了一种冰浆输送管道防堵塞监测方法、系统及解除装置，在高浓度冰浆管道输送过程，当冰粒子沿管道截面呈不均匀分布时，管道内不同位置冰浆的导电率发生改变。利用电阻层析成像原理监测高浓度冰浆管道输冰粒子浓度分布，即可定量评估管道堵塞潜在风险并根据风险等级开发解除装置，同时监测方法、系统与解除装置的适用性、精确性和鲁棒性能够得到有效保障。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连理工大学
发明人：	王继红;王树刚;张腾飞;陈思宇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910933781.2
公开号：	CN110501270A
代理机构：	大连智高专利事务所(特殊普通合伙)
代理人：	盖小静
分类号：	G01N15/06(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	116023 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
主权项：	1.一种冰浆输送管道防堵塞监测方法，其特征在于，具体包括如下步骤： S1、敏感场激励单元的激励电流经电极阵列加到被测管道内的高浓度冰浆中，建立敏感场；依次测量敏感场的场域边界上电极对之间被测电压； S2、信号测试与转换单元将测得电压输出信号转换为电导率输出信号； S3、数据采集与处理单元将采集到的电导率输出瞬时信号，完成相应的解调、滤波处理，以获得直接反应物场变化的信息，输送给图像重建与参数提取单元； S4、基于图像重建与参数提取单元获得的被测管道内高浓度冰浆沿管道截面的冰粒子浓度分布数据，利用防堵塞识别与解除单元判定冰粒子浓度分布的不均匀性，如果冰粒子浓度分布的不均匀性指数超过设定值，则通过解除装置进行处理。 2.根据权利要求1所述一种冰浆输送管道防堵塞监测方法，其特征在于，信号测试与转换单元将测得电压输出信号转换为电导率输出信号，其转换方法如公式(1)所示： σs,n＝KIn/Un (1) 式中，K表示与被测管道形状有关的常数，σs,n表示高浓度冰浆的电导率，Un表示被测电压，In表示激励电流，n表示测试数据序列。 3.根据权利要求1所述一种冰浆输送管道防堵塞监测方法，其特征在于，图像重建与参数提取单元中采用的提取方法如公式(2)所示： Φn＝[2-2(1+ηs,n)/(σw/σso)]/[2+(1+ηs,n)/(σw/σso)] (2) ηs,n＝(σs,n-σso)/σso (3) 式中，σso表示被测管道内高浓度冰浆高速流动时对应的电导率，σw表示被测管道内高浓度冰浆液体相的电导率，σs,n表示测试工况下高浓度冰浆的电导率，ηs,n表示测试工况下高浓度冰浆的相对电导率，Φn表示高浓度冰浆的冰粒子局部浓度。 4.根据权利要求1所述一种冰浆输送管道防堵塞监测方法，其特征在于，防堵塞识别与解除单元中判定冰粒子浓度分布的不均匀性，具体判别方法如公式(4)所示：式中，Пindicator表示被测管道内高浓度冰浆沿管道截面的冰粒子浓度分布的不均匀性指数；Пindicator越小，表示冰粒子分布均匀性越好；Пindicator越大，表示冰粒子分布均匀性越差；当Пindicator在安全值范围内，无动作；当Пindicator超过一级阙值，调整安装在被测管道上游的流量调节阀的阀门开度；当Пindicator超过二级阙值，启动解除装置中的非恒定加热热源设备对被测管道进行多点位移动加热。 5.一种冰浆输送管道防堵塞监测系统，其特征在于，包括：敏感场激励单元、信号测试与转换单元、数据采集与处理单元、图像重建与参数提取单元、防堵塞识别与解除单元和用于发送电流激励信号、数据显示和图像计算的主控计算机单元；所述主控计算机单元分别与敏感场激励单元、数据采集与处理单元、图像重建与参数提取单元电连接，所述敏感场激励单元、信号测试与转换单元、数据采集与处理单元、图像重建与参数提取单元、防堵塞识别与解除单元依次电连接，所述防堵塞识别与解除单元中设有解除装置；所述敏感场激励单元包括电极阵列、激励电流和被测电压，所述电极阵列是由多个电极均匀布置在被测管道的外壁，所述被测管道内的流体为高浓度冰浆；相邻两个电极之间的电压为被测电压，激励电流经电极阵列加到被测管道内的高浓度冰浆中。 6.一种解除装置，其特征在于，包括非恒定加热热源设备，该设备上部设有半圆形凹槽，所述半圆形凹槽内设有分散式加热片；固定卡箍两端分别通过固定旋转装置、弹簧挂钩与非恒定加热热源设备顶部相连，所述固定旋转装置与弹簧挂钩分布在半圆形凹槽两侧，半圆形凹槽与固定卡箍之间为被测管道。 7.根据权利要求6所述一种解除装置，其特征在于，所述非恒定加热热源设备底部连接有移动支架，所述移动支架包括水平导轨、竖直导轨和旋转臂，所述竖直导轨垂直安装在水平导轨上，旋转臂一侧与竖直导轨顶部相连，旋转臂另一侧设有安装板，在安装板上设有两个圆形孔，柱状螺栓分别经相应的圆形孔拧入非恒定加热热源设备底部的螺纹孔中。 8.根据权利要求7所述一种解除装置，其特征在于，在水平导轨底部设有高度调节座。 9.根据权利要求6所述一种解除装置，其特征在于，在非恒定加热热源设备一侧设有启停按钮、档位调节按钮和温度表盘，档位调节按钮控制分散式加热片的运行片数。
所属类别：	发明专利