专利名称：基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置及其测试方法
技术领域：
本发明公开一种基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置及其测试方法，特别是一种专用于实时在线监测水冷冷水机组中清洗胶球的性能，可独立或作为胶球清洗装置内置部件使用的胶球清洗监测装置及其测试方法。
背景技术：
水冷冷水机组胶球在线清洗装置，可以防止冷凝器冷却管内壁出现污垢影响冷凝器换热效率，增加能耗。现有冷凝器胶球清洗装置是由捕球器、发球机、控制单元、胶球及循环管路等部件组成。它通过微电脑控制程序设置清洗频率和次数，将大于冷凝器冷却管内径的清洗胶球发入冷凝器中，胶球依靠水压差挤过冷却管，对冷却管进行定期擦洗，使污垢不能沉积，从而可保持冷凝器冷却管内壁洁净，提高换热效率，降低冷凝端差，增加冷水机组运行COP (即能量与热量之间的转换比率，简称能效比)，增效节能。胶球在线清洗装置的清洗效率主要依赖于胶球数量和质量。随着胶球清洗次数越来越多，就会造成胶球磨损，胶球直径越来越小，擦洗冷凝器冷却管内径的效果越来越差， 这样就达不到清洗的效果，影响了冷凝器的换热率。全球目前的技术都是采用人工定期检查的方法判断是否需要更换胶球，该方法不能做到及时判断胶球性能，并且费时费力。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的采用当前人工检查的方法判断是否需要更换胶球存在及时性和费时费力的问题，本发明提供一种新的基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置，其通过数字光纤传感器检测胶球的数量，根据胶球通过一定传输管的时间来计算胶球的性能，可以在线检测胶球的合格率。本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置，测试装置包括两个胶球性能监测部件和监测分析显示系统，两个胶球性能监测部件通过管段相连通，每个胶球性能监测部件内设有一个胶球通道结构，每个胶球通道结构的垂直位置上安装有一个数字光纤传感器，数字光纤传感器与监测分析显示系统连接。本发明同时提供一种采用上述的基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试方法，该方法为利用两个胶球性能监测部件上的数字光纤传感器对通过两个胶球性能监测部件上的胶球通道结构的胶球进行检测，并将其通过时间与预设在监测控制回路里的基准时间进行比较，当小于设定值时，则判断为胶球不合格，大于或等于设定值时，则判断为合格。本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括所述的胶球通道结构内部采用和被清洗换热管同样材质的材料制成，胶球通道结构内部直径与被清洗换热管内部直径相同，胶球通道结构内部设有与被清洗换热管内部相同的内螺纹形式。所述的每个胶球性能监测部件两端分别固定设有一个法兰，两个胶球性能监测部件通过法兰与中间管段连接。所述的两个胶球性能监测部件直接通过管段连接在一起，且其两端分别固定设有
一个法兰。所述的监测分析显示系统包括数字光纤传感器、单片机和显示器，数字光纤传感器将光纤检测信号传输给单片机，单片机将信号传输给显示器。所述的监测分析显示系统还包括报警装置，报警装置通过报警连接线与单片机连接。测试新的未使用的清洗胶球不少于10次通过两个胶球性能监测部件上的数字光纤传感器之间的时间，将其平均值作为基准时间，基准时间预设在监测控制回路里。被检测的胶球的合格百分比小于75%时，则判断为胶球需要更换。本发明的有益效果是本发明结构简单、使用灵活、加装方便，通过本发明可以实时、在线准确检测胶球性能，及时告知操作人员清洗胶球的合格率，本发明无需停机人工检测，节省人力物力，提高效率，确保胶球清洗装置的使用效果。下面将结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。
图1是本发明的安装使用状态结构示意图。图2是本发明的一种具体结构示意图。图3为图2中A-A及B-B处剖面结构示意图(A-A和B-B处剖面结构相同)。图中1-冷凝器，2-捕球器，3-发球器，4-胶球性能测试装置，5-发球管道，6_收球管道，7-胶球循环输送管道，8-光纤，9-清洗胶球，10-数字光纤放大器，11-单片机， 12-显示器，13-报警装置，14-电动球阀，15-法兰，16-胶球性能检测装置，17-管段。
具体实施例方式本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。本发明为一种基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置，其为对水冷冷水机组胶球清洗装置的改进，通过本发明可以对水冷冷水机组内的清洗胶球进行在线性能测试。请参看附图1和附图2，本发明主要包括与胶球在线清洗装置的胶球循环管道连接的两个不同点的数字光纤传感器及监测分析显示系统，请参看附图1，本实施例中，冷凝器1的胶球在线清洗装置主要由发球器3、发球管道5、捕球器2、收球管道6 等组成，发球器3通过发球管道5将胶球随着冷却水发送到冷凝器1中，对冷凝器1进行清洗，胶球随冷却水流出冷凝器1后，由捕球器2对胶球进行捕获，通过收球管道6将胶球送回到发球器3内。本发明中的涉及到的胶球在线清洗装置结构可采用申请人在先申请的专利号为200920179704. 4，发明名称为一种水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，具体实施时，本发明的清洗胶球在线性能测试装置也可以应用于其他结构形式的胶球在线清洗装置中。本发明中的胶球性能测试装置16作为胶球在线清洗装置的附件部件使用，本实施例中两个胶球性能监测部件通过两端的法兰15连接在胶球在线清洗装置的发球管道5和收球管道6之间，本发明中的胶球性能测试装置16的壳体及其两端的法兰15 的规格、形状应根据实际使用情况来确定。请参看附图2和附图3，本发明主要包括两个胶球性能监测部件，两个胶球性能监测部件通过管段17相连通，本实施例中，每个胶球性能监测部件内设有一个以上的胶球通道机构，本实施例中，胶球通道机构采用和被清洗换热管同内径、同内螺纹形式、同材质的结构，每个胶球通道机构的垂直位置上安装有一个数字光纤传感器8，本实施例中，数字光纤传感器8采用对照式数字光纤传感器，具体实施时，也可以采用反射式数字光纤传感器。 本实施例中，两个胶球性能监测部件分别通过法兰15连接在管段17上，也可以直接采用管段17将两个胶球性能监测部件连接在一起，在其两端分别设置一个法兰15，将本发明接入到管段17上。本实施例中，在管段17上还连接有阀门，本实施例中，阀门采用电动球阀14。 本实施例中，两个数字光纤传感器8分别与监测分析显示系统连接。请参看附图2和附图3，本实施例中，胶球性能监测分析显示系统基本由三部分组成，即信息采集单元——数字光纤传感器8、电动球阀14、数据分析单元——单片机11，数字光纤传感器8通过光纤传输线连接到数字光纤放大器10上，然后在通过连接线连接到单片机11，最后在显示器连接线和报警连接线连接到显示器12及报警装置13上。本发明是利用清洗胶球通过C点和D点(即两个胶球性能监测部件的数字光纤传感器8的安装点)的时间不同，分别采集C、D两点的数字光纤传感器8的触发脉冲信号，信号经数字光纤放大器10传输到单片机11上，经单片机11内置处理软件分析把通过C、D两点的时间与基准时间进行比较分析得出合格清洗胶球的百分比，并显示在显示装置12上。本发明同时保护一种水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试方法，为利用两个胶球性能监测部件上的数字光纤传感器8对通过两个胶球性能监测部件上的胶球通道结构的胶球进行检测，并将其通过时间与基准时间进行比较，当小于设定值时，则判断为胶球不合格，大于或等于设定值时，则判断为合格。本实施例中，将测试新的未使用的清洗胶球不少于10次通过两个胶球性能监测部件上的数字光纤传感器之间的时间，将其平均值作为基准时间，基准时间预设在监测控制回路的单片机里，将基准时间乘以一定的系数作为设定值(本实施例中，将基准时间的0. 8-0. 95倍作为设定值)。本实施例中，当被检测的胶球的合格百分比小于75%时(本发明在使用时，选取胶球在冷凝器内的一次循环作为一次检测周期，在一次检测周期内，通过清洗胶球在线性能测试装置的胶球数量不定，本发明中选取一次检测周期内通过清洗胶球在线性能测试装置的胶球总数的75%作为临界值，当被检测的胶球的合格百分比小于75%时，判断为胶球需要更换)，则判断为胶球需要更换，具体实施时，也可以采用其他的百分比。本发明在使用时在发球器3开始运行的前60秒把电动球阀14打开，让新的未使用的胶球在水的压力差的作用下经过C点的数字光纤传感器，此时，胶球阻断了C点的光纤传感器发出的光线，从而使得C点的数字光纤传感器触发脉冲信号，C点的数字光纤传感器的脉冲信号通过光纤传输线传输给单片机11 ；当同一胶球经过D点的数字光纤传感器时， 此时胶球阻断了 D点的数字光纤传感器发出的光线，从而触发脉冲信号，信号通过光纤传输线传输给单片机11，单片机11经内置的统计分析处理软件分析，把新的未使用的胶球不少于10次经过C、D两点的时间称为基准时间预设在系统里，每次测试时，被测清洗胶球通过测试通道C、D两点的时间与合格基准时间比较分析得出合格清洗胶球的百分比显示在显示装置上，当合格百分比小于75%时，报警装置自动报警，说明此时胶球需要更换。本发明的工作原理是胶球通道机构采用和被清洗换热管同内径、同内螺纹形式、 同材质的结构，系统调试时，根据测试新的未使用的清洗胶球不少于10次以上通过测试通道C、D两点光纤传感器的时间，单片机内置统计分析软件给出合格清洗胶球通过C、D两点光纤传感器的基准时间，基准时间预设在系统里，随着清洗次数的增加，胶球会有一定的磨损，直径会变小，此时通过测试通道C、D两点的时间与合格基准时间比较分析得出合格清洗胶球的百分比，显示在数据显示单元上。性能测试装置可作为清洗机的一个内置部件使用，也可以作为单独检测部件使用，本装置可以实时、在线、精确地监测水冷冷水机组中清洗胶球的性能。本发明结构简单、使用灵活、加装方便，通过本发明可以实时、在线准确检测胶球性能，及时提醒操作人员清洗胶球的合格率，本发明无需停机人工检测，节省人力物力，提高效率，确保胶球清洗装置的使用效果。
权利要求
1.一种基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置，其特征是所述的测试装置包括两个胶球性能监测部件和监测分析显示系统，两个胶球性能监测部件通过管段相连通，每个胶球性能监测部件内设有一个胶球通道结构，每个胶球通道结构的垂直位置上安装有一个数字光纤传感器，数字光纤传感器与监测分析显示系统连接。
2.根据权利要求1所述的基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置，其特征是所述的胶球通道结构内部采用和被清洗换热管同样材质的材料制成， 胶球通道结构的内部直径与被清洗换热管内部直径相同，胶球通道结构内部设有与被清洗换热管内部相同的内螺纹形式。
3.根据权利要求1所述的基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置，其特征是所述的每个胶球性能监测部件两端分别设有一个法兰，两个胶球性能监测部件通过法兰与中间管段连接。
4.根据权利要求1所述的基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置，其特征是所述的两个胶球性能监测部件直接通过管段连接在一起，且其两端分别设有一个法兰。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置，其特征是所述的监测分析显示系统包括数字光纤传感器、单片机和显示器，数字光纤传感器通过光纤传输线将光纤检测信号发送给光纤放大器，光纤放大器通过传输线将信号传输给单片机，单片机通过传输线将信号传输给显示器。
6.根据权利要求5所述的基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置，其特征是所述的监测分析显示系统还包括报警装置，报警装置通过报警连接线与单片机连接。
7.一种采用如权利要求1至6中任意一项所述的基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试方法，其特征是所述的方法为利用两个胶球性能监测部件上的数字光纤传感器对通过两个胶球性能监测部件上的胶球通道结构的胶球进行检测，并将其通过时间与预设在监测控制回路里的基准时间进行比较，当小于设定值时，则判断为胶球不合格，大于或等于设定值时，则判断为合格。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征是测试新的未使用的清洗胶球不少于10次通过两个胶球性能监测部件上的数字光纤传感器之间的时间，将其平均值作为基准时间，基准时间预设在监测控制回路里。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征是被检测的胶球的合格百分比小于75%时，则判断为胶球需要更换。
全文摘要
本发明公开一种基于数字光纤传感技术的水冷冷水机组清洗胶球在线性能测试装置及其测试方法，测试装置包括两个胶球性能监测部件和监测分析显示系统，两个胶球性能监测部件通过管段相连通，每个胶球性能监测部件内设有一个胶球通道结构，每个胶球通道结构的垂直位置上安装有一个数字光纤传感器，数字光纤传感器与监测分析显示系统连接。本发明结构简单、使用灵活、加装方便，通过本发明可以实时、在线准确检测胶球性能，及时提醒操作人员清洗胶球的合格率，本发明无需停机人工检测，节省人力物力，提高效率，确保胶球清洗装置的使用效果。
文档编号G01M13/00GK102331342SQ20111022086
公开日2012年1月25日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者倪永刚 申请人:倪永刚