一种智能监控气力输送中管道内物料沉积的远程控制系统技术方案

本发明专利技术为一种智能监控气力输送中管道内物料沉积的远程控制系统，包括主控制器、无线通信模块、云服务器、沉积检测终端、手机客户端；沉积检测终端铺设在双套管底部的下管壁上，与主控制器连接；所述主控制器与云服务器通过无线通信模块实现通讯；所述沉积检测终端包括电容天线、绝缘片及测量单元；所述电容天线输出的信号源入射功率与反射功率之比S

An intelligent remote control system for monitoring the material deposition in the pipeline during pneumatic conveying

【技术实现步骤摘要】
一种智能监控气力输送中管道内物料沉积的远程控制系统
本专利技术涉及气力输送
，具体涉及一种智能监控气力输送中管道内物料沉积的远程控制系统。
技术介绍
气力输送已然在电力、食品、采矿、冶金、化工及制药等工业领域广泛应用，特别是在火力发电厂内，应用双套管输送颗粒状物料时，可实现对物料的大出力，长距离输送。然而在输送过程中无法实时监测管道内物料沉积的状况，当物料沉积过于严重时，无法及时处理，严重时将导致系统完全瘫痪，危害设备安全。为保障输送设施的安全运行，方便有效的物料沉积检测终端势在必然。目前，市场上很少有监控气力输送中管道内物料沉积的结构，对于物料沉积量的检测大都采用人工手动检测的方法，也有远距离无线检测，如中国专利(专利号为201210277057.7)提出了一种微尘沉积量的远程监控系统及检测方法，基于光电效应，在积尘槽的底部安装菲涅尔透镜，根据积尘对光强变化的影响转换成积尘重量，并通过无线模块传输至云计算中心，可无线自动对多个监测点监测。但其沉积检测终端过于复杂，占用空间较大，若沉积厚度过大时光无法透过，测量数据误差将增大，基于光电效应只能监测少量的沉积量，无法应用于大出力，长距离输送的双套管结构。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种智能监控气力输送中管道内物料沉积的远程控制系统。基于电容效应设计出沉积检测终端，并能实时检测出双套管单位面积上的沉积量，可实现无线监测双套管除灰系统中多个监测点上的沉积量，观测其是否堵塞。并将各个监测点上的数据通过有线传送至主控制器再通过无线通信网络传送至云计算服务器当中，在云计算中心统一监控、管理多个监测点，再将数据传送至手机客户端，实现高效、便捷的远程监控。为解决
技术介绍
中所存在的问题，本专利技术采用以下的技术方案是：提供一种智能监控气力输送中管道内物料沉积的远程控制系统，包括主控制器、无线通信模块、云服务器、沉积检测终端，其特征在于，该系统还包括手机客户端；所述沉积检测终端铺设在双套管底部的下管壁上；所述沉积检测终端与主控制器连接；所述主控制器与云服务器通过无线通信模块实现通讯；云服务器与手机客户端也通过无线通信模块实现通讯；所述沉积检测终端包括电容天线、绝缘片及测量单元；所述电容天线输出的信号源入射功率与反射功率之比S11与管内沉积层厚度成正相关，所述绝缘片紧贴在管道底部，绝缘片上固定电容天线，电容天线的接地端直接固定在管道底部，管道底部接地；电容天线的馈电端通过导线引出管壁连接测量单元内的芯片引脚，测量单元再通过SPI接口连接主控制器，双套管除灰系统受主控制器的控制。多个监测点的沉积数据通过相应的有线通信模块传送至主控制器进行汇总处理，汇总出沉积位置信息、沉积参数信息(天线电容的变化值)，再通过无线通信模块将信息传送至云服务器，云服务器再通过无线网络将数据传送至手机客户端，方便用户查看管道内的沉积状况、同时也能上传或者下载不同的管道内沉积处理计划，再通过主控制器进行处理操作；所述沉积检测终端用来获取双套管中沉积层厚度超过双套管直径3/4处所对应的沉积检测终端的沉积位置信息，并通过有线通信模块传送至主控制器；同时能够获取沉积参数信息，包括对应沉积检测终端所实时监测的沉积层厚度变化情况、电容变化情况、S11数值变化情况，也通过有线通信模块传送至主控制器；所述主控制器的功能：(1)由主控制器自行获取参数记录时间信息，记录每天实时检测数据的具体时间进度；(2)由工作人员每次操作完后通过主控制器或在手机客户端中自行上传记录每月对沉积检测终端的检查与维护的次数的维护信息，也能在主控制器内编写管道沉积处理计划，为新员工提供技术参考；(3)将所有的信息汇总到主控制器进行本地存储，并与云服务器同步，实现多个监测点的实时监控；(4)调整气管路气压：当发现沉积层长时间处于大于双套管直径3/4处时，沉积现象严重，主控制器控制加强当地气管路内气压，进而吹散沉积处，避免管道内的沉积堵塞情况的发生；所述手机客户端上设有沉积位置显示界面、时间显示框、沉积参数界面，维护信息界面，管道沉积处理计划界面及个人信息登录界面；沉积位置显示界面用于标记出双套管中沉积层厚度在超过双套管直径3/4处沉积检测终端的位置信息，并在此处预警可能会出现沉积现象；时间显示框用于记录每天实时检测数据的具体时间进度；沉积参数界面用于显示沉积检测终端所监测的沉积层厚度变化情况、电容变化情况；维护信息界面用于显示每月对每个沉积检测终端的检查与维护的次数；管道沉积处理计划界面由工作人员自行编写上传，能显示不同沉积情况的处理措施；个人信息登录界面用于使用者通过设置账号密码进行安全登录。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术基于电容效应设计出沉积检测终端，当物料沉积在电容天线的表面上时，由于电容的增大(天线的介电常数增大，电容也应增大)，输出的信号源入射功率与反射功率之比S11也随之改变，并与沉积层厚度成正相关变化，进而计算出物料的沉积量。监测数据更为精准，相较于原有基于光电效应设计出沉积检测终端，监测沉积量的范围更大，并且结构简单，占用空间小，易于安装。2、使用Lora无线模块，输出距离远，信号稳定，可长期在环境恶劣的情况下使用，并且，其可与Internet网络连接将数据传送至云服务器，也可为便携式无线传感器校准仪提供通信链路，更好的满足多个监测点数据的收集与处理的需要。3、采用云数据存储，并将数据传送至手机客户端，提高了实时监测的灵活性与便捷性。手机客户端能显示标记出双套管中沉积层厚度在沉积预警线(双套管直径的3/4位置)位置附近的对应沉积检测终端的位置信息，并在此处预警可能会出现沉积现象；同时能记录每天实时检测数据的具体时间进度，显示沉积检测终端所监测的沉积层厚度变化情况、电容变化情况，并能显查看每月对每个沉积检测终端的检查与维护的次数；显示管道沉积处理计划，给出可采取的相应措施，为新员工人提供技术参考，具体操作，可根据沉积位置信息，可加强当地气管路内气压，进而吹散沉积处，避免管道内的沉积堵塞情况的发生；同时设置需要密码登录的个人信息登录界面，充分保护了用户信息的安全，提高系统安全性与私密性。使用者还能在手机客户端中查看管道内的沉积状况、同时也可上传或者下载不同的管道内沉积处理计划(工作人员自行编写上传或下载，为新员工人提供技术参考等)，再通过主控制器进行处理操作，使系统更加人性化，智能化。4、本专利技术测量沉积层厚度范围可为0-20cm，尤其适用于大出力长距离的双套管管路内沉积层的检测，工业使用的双套管管路除灰量大、沉积量多，并且气管路的气压大，现有的基于光电效应的检测终端不能满足生产检测要求。本专利技术基于电容效应设计出沉积检测终端，使其输出的信号源入射功率与反射功率之比S11与沉积层厚度成正相关，便于沉积计算，结构简单，安装方便。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的设计方案，下面结合附图及具体实施方案对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术一种智能监控气力输送中管道内物料沉积的远程控制系统的系统结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能监控气力输送中管道内物料沉积的远程控制系统，包括主控制器、无线通信模块、云服务器、沉积检测终端，其特征在于，该系统还包括手机客户端；所述沉积检测终端铺设在双套管底部的下管壁上；所述沉积检测终端与主控制器连接；所述主控制器与云服务器通过无线通信模块实现通讯；云服务器与手机客户端也通过无线通信模块实现通讯；/n所述沉积检测终端包括电容天线、绝缘片及测量单元；所述电容天线输出的信号源入射功率与反射功率之比S

【技术特征摘要】
1.一种智能监控气力输送中管道内物料沉积的远程控制系统，包括主控制器、无线通信模块、云服务器、沉积检测终端，其特征在于，该系统还包括手机客户端；所述沉积检测终端铺设在双套管底部的下管壁上；所述沉积检测终端与主控制器连接；所述主控制器与云服务器通过无线通信模块实现通讯；云服务器与手机客户端也通过无线通信模块实现通讯；
所述沉积检测终端包括电容天线、绝缘片及测量单元；所述电容天线输出的信号源入射功率与反射功率之比S11与管内沉积层厚度成正相关，所述绝缘片紧贴在管道底部，绝缘片上固定电容天线，电容天线的接地端直接固定在管道底部，管道底部接地；电容天线的馈电端通过导线引出管壁连接测量单元内的芯片引脚，测量单元再通过SPI接口连接主控制器。


2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述测量单元包括PCAP02芯片及其外围电路，电容天线的馈电端通过导线连接在PCAP02芯片的输入引脚上。


3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述绝缘片的尺寸大小与电容天线大小相同，绝缘片的长度为14-16cm，宽度为10-12cm，绝缘片和电容天线均为薄片能自由完全与管道内壁相贴合，并通过胶与管壁粘接的方式与管道底部相连。


4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，相邻两个沉积检测终端的间距为2-4m。


5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述电容天线的工作温度范围是-20℃至80℃。


6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述电容天线为弧形渐变天线，电容天线的外轮廓呈矩形，弧形渐变天线右侧弧形线呈外凸状并沿中心对称分布，弧线为直径20-30cm所在圆周的1/8，在外凸弧形线的交汇点处设置天线接地端；馈电端设在远离外凸弧形线的左侧边缘处。


7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述有线通信模块采用485总线与主控制器通信，所述无线通信模块采用Lora无线模块。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王进，李彦鑫，宋涛，朱恒宣，陈占秀，李子甲，李新生，
申请(专利权)人：河北工业大学，天津隆德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12