一种压力容器泄露检测系统技术领域
本发明涉及一种泄露检测装置，具体涉及一种压力容器泄露检测系统。
背景技术
压力容器是一种承受压力载荷的密闭容器，其主要作用是存储、运输高压
的气体或液体，或者是为热量交换、物质反应提供一个密闭的空间，广泛应用
于石油化工、医药、冶金、航空航天、轻工纺织等行业。
由于压力容器往往工作在高温、高压环境，承载的介质多为易燃、剧毒或
腐蚀性介质，因此压力容器是一种具有较高危险性的特种设备。一旦发生泄漏、
爆炸等事故，将会造成人员伤亡和重大财产损失。通过对压力容器安全事故原
因分析，因操作失误或异常化学反应引起的过压是压力容器安全事故的主要原
因之一。如果能做到实时检测并严格控制其压力必将大大减少压力容器的安全
隐患，从而有力地促进安全生产。
传统的压力检测方法均为介入式，即需要在压力容器上开孔引压，以便将
压力引导至压力传感器处。此种方法的主要弊端为：1)开孔会引起孔边缘处
应力集中，容易引起裂纹等缺陷，造成许多压力容器爆炸、泄漏等安全事故的
发生；2)某些情况下，由于客观条件限制或结构要求不允许开孔。因此实现
压力的非介入式检测将会是经济发展过程中迫切需要解决的科学问题，也是检
测技术学科发展的必然趋势。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种压力容器泄露检测系统，通过多种数
据分析方法对所检测到的数据进行了分析评估，大大提高了压力测量灵敏度和
测量精度，通过物理模型的建立实现了压力容器内部坏境情况的实时观测，且
每个温度传感器和压力传感器均自带GPS定位模块，进一步提高了检测的精确
度。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种压力容器泄露检测系统，包括
压力传感器组，由安装在压力容器内的若干压力传感器构成，用于采集压
力容器内的压力数据，并通过射频发射器发送到气体泄露检测仪和中央处理
器；
温度传感器组，由安装在压力容器内的若干温度传感器构成，用于采集压
力容器内的温度数据，并通过射频发射器发送到中央处理器；
GPS定位模块，与压力传感器和温度传感器复合为一体，用于定位各个传
感器所在的位置，并将定位信息通过射频发射器发送到中央处理器；
气体泄露检测仪，用于接收传感器所采集到的压力数据，并对数据进行评
估后得出压力容器的泄露情况；
中央处理器，用于接收压力传感器组、温度传感器组、GPS定位模块发
送的数据，将这些数据发送到数据处理模块，发送到数据库进行储存，发送到
虚拟传感器进行显示，并将这些数据转换成物理模型建立模块所能识别的数据
格式发送到物理模型建立模块；用于将GPS定位模块发送来的数据发送到虚拟
作动器，从而驱动虚拟传感器运动到相应的位置；
人机操作模块，用于输入压力容器的相关参数，并将输入的参数数据发
送到物理模型建立模块；
物理模型建立模块，用于接收中央处理器和人机操作模块所发送来的数
据，并根据这些数据构建压力容器的压力物理模型；
虚拟作动器，用于驱动参数变化，与虚拟传感器建立关系后，可以在指定
的范围内对虚拟传感器的参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同
的参数进行计算求解；
虚拟传感器，为在物理模型中插入的各类型的直接获取相应的结果或信息
的目标的逻辑单元，用于接收中央处理器发送的压力传感器和温度传感器组所
检测到的数据，并进行显示；
数据处理模块，用于对接收到的压力数据和温度数据进行计算，得出泄露
情况评估结果，并将所得泄露情况评估结果发送到显示屏进行显示和储存。
优选地，还包括显示屏，用于中央处理器发送的数据和泄露检测结果。
优选地，所述虚拟传感器包括通用虚拟传感器和专用虚拟传感器。
优选地，所述数据处理模块包括
几何模型建立模块，用于基于所述研究区水文水质条件、地形地貌建立相
应的几何模型；
模型分层模块，用于接收所述建立几何模型模块输出的几何模型，并对所
述几何模型进行分层；
边界划分处理模块，用于基于研究区实际地形地貌、水质情况设置所述几
何模型边界；
实体设置模块，用于表示一区域是否有河流、降雨量、蒸发，设置所述几
何模型的源汇项；
网格划分模块，用于对所述几何模型进行网格划分；
参数输入模块，用于接受所述监测模块获得的所述环境数据，将所述环境
数据传送至所述输入参数模块；
数学模型选择模块，用于基于要解决的水质灾害类型，选择数学模型模块
类型；
模型求解计算模块，用于基于所述数学模型选择模块选择的所述数学模型
模块，选择所述求解计算模块对数学模型进行计算；
模型校正模块，用于将模拟结果与实测结果比较，进行参数调整，使模拟
结果在预定的误差范围内与实测结果吻合；
参数灵敏度分析模块，用于基于参数值的时空分布、边界条件不确定度的
影响，确定不确定度对校正后的模型的影响程度。
优选地，所述压力传感器错开安装在压力容器内。
优选地，所述温度传感器错开安装在压力容器内。
本发明具有以下有益效果：
通过多种数据分析方法对所检测到的数据进行了分析评估，大大提高了压
力测量灵敏度和测量精度，通过物理模型的建立实现了压力容器内部坏境情况
的实时观测，且每个温度传感器和压力传感器均自带GPS定位模块，进一步提
高了检测的精确度。
附图说明
图1为本发明实施例一种压力容器泄露检测系统的系统框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行
进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，
并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种压力容器泄露检测系统，包括
压力传感器组，由安装在压力容器内的若干压力传感器构成，用于采集压
力容器内的压力数据，并通过射频发射器发送到气体泄露检测仪和中央处理
器；
温度传感器组，由安装在压力容器内的若干温度传感器构成，用于采集压
力容器内的温度数据，并通过射频发射器发送到中央处理器；
GPS定位模块，与压力传感器和温度传感器复合为一体，用于定位各个传
感器所在的位置，并将定位信息通过射频发射器发送到中央处理器；
气体泄露检测仪，用于接收传感器所采集到的压力数据，并对数据进行评
估后得出压力容器的泄露情况；
中央处理器，用于接收压力传感器组、温度传感器组、GPS定位模块发
送的数据，将这些数据发送到数据处理模块，发送到数据库进行储存，发送到
虚拟传感器进行显示，并将这些数据转换成物理模型建立模块所能识别的数据
格式发送到物理模型建立模块；用于将GPS定位模块发送来的数据发送到虚拟
作动器，从而驱动虚拟传感器运动到相应的位置；
人机操作模块，用于输入压力容器的相关参数，并将输入的参数数据发
送到物理模型建立模块；
物理模型建立模块，用于接收中央处理器和人机操作模块所发送来的数
据，并根据这些数据构建压力容器的压力物理模型；
虚拟作动器，用于驱动参数变化，与虚拟传感器建立关系后，可以在指定
的范围内对虚拟传感器的参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同
的参数进行计算求解；
虚拟传感器，为在物理模型中插入的各类型的直接获取相应的结果或信息
的目标的逻辑单元，用于接收中央处理器发送的压力传感器和温度传感器组所
检测到的数据，并进行显示；
数据处理模块，用于对接收到的压力数据和温度数据进行计算，得出泄露
情况评估结果，并将所得泄露情况评估结果发送到显示屏进行显示和储存。
还包括显示屏，用于中央处理器发送的数据和泄露检测结果。
所述虚拟传感器包括通用虚拟传感器和专用虚拟传感器。
所述数据处理模块包括
几何模型建立模块，用于基于所述研究区水文水质条件、地形地貌建立相
应的几何模型；
模型分层模块，用于接收所述建立几何模型模块输出的几何模型，并对所
述几何模型进行分层；
边界划分处理模块，用于基于研究区实际地形地貌、水质情况设置所述几
何模型边界；
实体设置模块，用于表示一区域是否有河流、降雨量、蒸发，设置所述几
何模型的源汇项；
网格划分模块，用于对所述几何模型进行网格划分；
参数输入模块，用于接受所述监测模块获得的所述环境数据，将所述环境
数据传送至所述输入参数模块；
数学模型选择模块，用于基于要解决的水质灾害类型，选择数学模型模块
类型；
模型求解计算模块，用于基于所述数学模型选择模块选择的所述数学模型
模块，选择所述求解计算模块对数学模型进行计算；
模型校正模块，用于将模拟结果与实测结果比较，进行参数调整，使模拟
结果在预定的误差范围内与实测结果吻合；
参数灵敏度分析模块，用于基于参数值的时空分布、边界条件不确定度的
影响，确定不确定度对校正后的模型的影响程度。
所述压力传感器错开安装在压力容器内。
所述温度传感器错开安装在压力容器内。
本具体实施通过多种数据分析方法对所检测到的数据进行了分析评估，大
大提高了压力测量灵敏度和测量精度，通过物理模型的建立实现了压力容器内
部坏境情况的实时观测，且每个温度传感器和压力传感器均自带GPS定位模
块，进一步提高了检测的精确度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通
技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，
这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。