本發(fā)明屬于管路泄漏診斷，尤其涉及一種船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展，船舶的安全性和運(yùn)營效率成為行業(yè)關(guān)注的焦點。海水管路作為船舶的重要組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到船舶的整體性能。然而，傳統(tǒng)的船舶海水管路管理手段主要依賴于人工巡檢和簡單的傳感器監(jiān)測，這些方法存在效率低下、反應(yīng)速度慢、誤報率高等問題，無法滿足現(xiàn)代航運(yùn)業(yè)對安全性和運(yùn)營效率的高要求。在船舶運(yùn)行過程中，海水管路可能由于材料老化、安裝不當(dāng)、腐蝕等原因出現(xiàn)泄漏，這不僅會導(dǎo)致資源浪費，還可能對船舶的安全造成威脅。傳統(tǒng)的泄漏檢測方法，如觀察、聽音、試紙檢測等，往往存在檢測周期長、準(zhǔn)確率低等缺點，難以及時發(fā)現(xiàn)并處理泄漏問題。為了解決這些問題，近年來出現(xiàn)了多種基于傳感器和自動化技術(shù)的海水管路泄漏診斷與控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通過實時監(jiān)測海水管路的運(yùn)行狀態(tài)，利用先進(jìn)的算法和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)了對泄漏的精確診斷和高效控制。然而，現(xiàn)有系統(tǒng)仍存在一些不足，如診斷準(zhǔn)確性有待提高、控制策略不夠靈活、用戶體驗不夠友好等。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)，其目的在于以更加簡單高效的方式實現(xiàn)管道泄漏故障的分析定位。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

3、一種船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)，包括設(shè)備層和控制層；設(shè)備層配備有管路1、流量計2、壓力計、水柜3、離心泵4以及泄漏開關(guān)閥5；控制層配備有plc控制器6和觸摸屏7；

4、其中流量計2安裝于待檢測管路的首端，用于實時監(jiān)測海水流量變化情況，壓力計安裝于待檢測管路的首尾端，用于實時監(jiān)測海水壓力的細(xì)微變化。

5、對前述船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)或者優(yōu)選實施方式，plc控制器基于如下方式確定泄漏以及定位泄漏位置：

6、步驟a1、泄漏判斷：持續(xù)檢測管路首端流量變化情況，檢測是否存在流量突增的情況，若存在，則比較突增后的平均流量qt與突變前的平均流量q0的差值δq＝qt-q0是否超過經(jīng)驗閾值q￠，若超過則表示泄漏發(fā)生，若未超過，若未超過，則不予處理，若發(fā)生管路首端流量突減，則需要對管路的前一段管路進(jìn)行泄漏分析，其中經(jīng)驗閾值q￠通過對當(dāng)前管路的歷史泄露數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后得出，一般不低于歷史泄露數(shù)據(jù)中突增后的平均流量qt與突變前的平均流量q0的最小值，因為管路流量的滯后性，在必要時，也可通過判斷流量突增的持續(xù)周期是否處理合理時間周期內(nèi)來輔助判斷，若突變周期極短，則表明可能是管道內(nèi)海水雜質(zhì)運(yùn)動引起，則其后一段管路或者管尾流量保持不變；

7、步驟a2、泄漏點定位：壓力計根據(jù)需要監(jiān)測的管路的數(shù)量分為若干組，每組包括設(shè)于管路段上的四個壓力傳感器，分別是：設(shè)于管路首端沿海水流向間距為d12的第1壓力傳感器和第2壓力傳感器，以及設(shè)于管路尾端沿海水流向間距為d34的第3壓力傳感器和第4壓力傳感器；在確定泄漏發(fā)生后且流量趨于穩(wěn)定后，分別采集第1壓力傳感器、第2壓力傳感器、第3壓力傳感器、第4壓力傳感器一段時間內(nèi)的平均壓力p1、p2、p3、p4；以下式求解泄漏點與管頭的間距x0：

8、對前述船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)或者優(yōu)選實施方式，plc控制器基于如下方式確定泄漏以及定位泄漏位置：

9、對管道首端和尾端測量壓力信號p￠m(t)和pn￠(t)；

10、分別表示為

11、其中tm、tn是信號到達(dá)首尾兩端的延時，α、β是指信號衰減因子，δm(t)、δn(t)是指噪音信號，p(t)是指泄漏信號；

12、將信號公式進(jìn)行時移，得到

13、基于廣義互相關(guān)函數(shù)可以求解上述公式，得到信號延時δt＝tn-tm；

14、根據(jù)負(fù)壓力波信號的傳輸過程，確定泄漏點距離管首壓力測量點的距離dx表達(dá)：dx＝0.5×(d+v×dt)。

15、對前述船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)或者優(yōu)選實施方式，當(dāng)plc控制器6檢測到泄漏情況時，會立即觸發(fā)泄漏開關(guān)閥5，實現(xiàn)管路1的快速關(guān)閉或調(diào)整，從而有效減少泄漏損失，保障船舶安全；系統(tǒng)還配備有報警裝置8；一旦檢測到泄漏，報警裝置8會立即發(fā)出警報信號，確保泄漏問題得到及時發(fā)現(xiàn)和處理，避免造成嚴(yán)重后果。

16、對前述船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)或者優(yōu)選實施方式，觸摸屏7作為人機(jī)交互界面，不僅實時顯示管路1狀態(tài)、泄漏診斷結(jié)果，還提供直觀的操作控制界面，使操作人員能夠迅速了解系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)行必要的操作調(diào)整。

17、對前述船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)或者優(yōu)選實施方式，所述plc控制器6配備有數(shù)據(jù)存儲模塊9，數(shù)據(jù)存儲模塊9是該系統(tǒng)的重要組成部分；它負(fù)責(zé)存儲管路1運(yùn)行數(shù)據(jù)、泄漏診斷結(jié)果以及控制指令執(zhí)行情況，為系統(tǒng)優(yōu)化和故障分析提供全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持；

18、plc控制器6內(nèi)置有自適應(yīng)學(xué)習(xí)模塊61；該模塊能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和操作記錄不斷學(xué)習(xí)和優(yōu)化泄漏診斷算法和控制策略，使系統(tǒng)更加智能化、準(zhǔn)確化，提高了系統(tǒng)的整體性能。

19、對前述船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)或者優(yōu)選實施方式，該系統(tǒng)提供與其他船舶系統(tǒng)集成的接口；通過集成接口，可以實現(xiàn)與其他船舶系統(tǒng)的信息共享和協(xié)同工作，提高了船舶整體的安全性和運(yùn)營效率，為船舶運(yùn)營提供了全面的技術(shù)支持。

20、其有益效果在于：

21、本發(fā)明的船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)實現(xiàn)方案簡單，易于實現(xiàn)，泄漏診斷和定位過程迅速，能夠滿足各類船舶管道系統(tǒng)內(nèi)泄漏分析和定位的需求，不需要過于復(fù)雜的裝備，可作為各類型基層管道的泄漏診斷手段，也可作為現(xiàn)有泄漏分析診斷系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的冗余系統(tǒng)，一更進(jìn)一步的提高泄漏診斷的有效性。

技術(shù)特征：

1.一種船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)備層和控制層；設(shè)備層配備有管路(1)、流量計(2)、壓力計、水柜(3)、離心泵(4)以及泄漏開關(guān)閥(5)；控制層配備有plc控制器(6)和觸摸屏(7)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)，其特征在于，plc控制器基于如下方式確定泄漏以及定位泄漏位置：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)，其特征在于，plc控制器基于如下方式確定泄漏以及定位泄漏位置：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)plc控制器(6)檢測到泄漏情況時，會立即觸發(fā)泄漏開關(guān)閥(5)，實現(xiàn)管路(1)的快速關(guān)閉或調(diào)整，從而有效減少泄漏損失，保障船舶安全；系統(tǒng)還配備有報警裝置(8)；一旦檢測到泄漏，報警裝置(8)會立即發(fā)出警報信號，確保泄漏問題得到及時發(fā)現(xiàn)和處理，避免造成嚴(yán)重后果。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)，其特征在于，觸摸屏(7)作為人機(jī)交互界面，不僅實時顯示管路(1)狀態(tài)、泄漏診斷結(jié)果，還提供直觀的操作控制界面，使操作人員能夠迅速了解系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)行必要的操作調(diào)整。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述plc控制器(6)配備有數(shù)據(jù)存儲模塊(9)，數(shù)據(jù)存儲模塊(9)是該系統(tǒng)的重要組成部分；它負(fù)責(zé)存儲管路(1)運(yùn)行數(shù)據(jù)、泄漏診斷結(jié)果以及控制指令執(zhí)行情況，為系統(tǒng)優(yōu)化和故障分析提供全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)提供與其他船舶系統(tǒng)集成的接口；通過集成接口，可以實現(xiàn)與其他船舶系統(tǒng)的信息共享和協(xié)同工作，提高了船舶整體的安全性和運(yùn)營效率，為船舶運(yùn)營提供了全面的技術(shù)支持。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于管路泄漏診斷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)。包括設(shè)備層和控制層；設(shè)備層配備有管路、流量計、壓力計、水柜、離心泵以及泄漏開關(guān)閥；控制層配備有PLC控制器和觸摸屏；其中流量計安裝于待檢測管路的首端，用于實時監(jiān)測海水流量變化情況，壓力計安裝于待檢測管路的首尾端，用于實時監(jiān)測海水壓力的細(xì)微變化。本發(fā)明的船舶海水管路泄漏診斷系統(tǒng)實現(xiàn)方案簡單，易于實現(xiàn)，泄漏診斷和定位過程迅速，能夠滿足各類船舶管道系統(tǒng)內(nèi)泄漏分析和定位的需求，不需要過于復(fù)雜的裝備，可作為各類型基層管道的泄漏診斷手段，也可作為現(xiàn)有泄漏分析診斷系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的冗余系統(tǒng)，一更進(jìn)一步的提高泄漏診斷的有效性。

技術(shù)研發(fā)人員：張宇,李香梅,田海濤,張洪健,蘇攀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國人民武裝警察部隊海警學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26