一种发射管电加热带故障定位方法与流程

本发明涉及发射管电加热带故障分析领域，涉及到一种发射管电加热带故障定位方法。

背景技术：

1、发射管电加热带，作为电伴热带的一种应用，主要用于保持发射管在适当的工作温度，防止因低温造成的凝结、冻结或维持特定物质的流动性。发射管电加热带在很多工业应用中至关重要，尤其是在需要保持特定温度条件下的管道系统中，如化工、石油、天然气、电力以及军事和航空航天领域中的液体或气体输送系统。

2、然而，发射管电加热带在长期运行中可能会发生各种故障，对发射管电加热带进行故障分析与定位对预防故障、减少停机时间和降低维护成本具有重要意义。

3、现有的发射管电加热带故障分析与定位方法，存在一些不足：一方面，现有方法在判断发射管电加热带是否存在故障时，大都依据较少的浅层次的指标进行评估，如发射管电加热带的温度是否异常和表面是否破损等，没有深入挖掘发射管电加热带的故障表征进而进行故障判断，如加热效果、温控准度、启动时长、效率和电气参数等，进而使得发射管电加热带的故障评估体系不够完善，降低发射管电加热带故障判断的可靠性和准确性，容易误判错判，从而无法在发射管电加热带故障时作出正确的、及时的响应。

4、另一方面，现有方法在确定发射管电加热带故障后，没有进一步对发射管电加热带可能的故障类型和发射管电加热带中存在故障隐患的位置点进行分析确定，进而不利于后续对发射管电加热带提出针对性、有效的维修措施。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种发射管电加热带故障定位方法，具体技术方案如下：一种发射管电加热带故障定位方法，包括如下步骤：步骤一、发射管电加热带工作状态监测：对监测周期内发射管电加热带各次工作的状态进行监测，获取发射管电加热带的运行信息，其中运行信息包括加热不足系数、温控失灵系数、加热不均系数、启动延时系数、效率降低系数和电气参数异常系数。

2、步骤二、发射管电加热带故障判断：根据发射管电加热带的运行信息，判断发射管电加热带是否存在故障，若存在故障，获取发射管电加热带的故障表征集合。

3、步骤三、发射管电加热带故障类型预测：获取发射管电加热带各类型故障对应的故障表征标签集合，结合发射管电加热带的故障表征集合，获取发射管电加热带的疑似故障类型集合。

4、步骤四、发射管电加热带分段故障排查：按照预设的原则对发射管电加热带进行划分，得到发射管电加热带的各子段，对发射管电加热带各子段进行外观检查和加热温度检查，获取发射管电加热带各子段的外观完好系数和加热温度符合系数。

5、步骤五、发射管电加热带故障位置确定：根据发射管电加热带各子段的外观完好系数和加热温度符合系数，判断发射管电加热带各子段是否存在故障隐患，如存在故障隐患，获取发射管电加热带中存在故障隐患的各子段。

6、步骤六、发射管电加热带故障定位反馈：将发射管电加热带的疑似故障类型集合和发射管电加热带中存在故障隐患的各子段，反馈至相关部门。

7、在上述实施例的基础上，所述步骤一的具体分析过程包括：d1：设定监测周期的时长，获取监测周期内发射管电加热带各次工作的温升曲线，分析监测周期内发射管电加热带各次工作的实际加热温度。

8、获取监测周期内发射管电加热带各次工作的设定加热温度，将监测周期内发射管电加热带各次工作的实际加热温度与设定加热温度进行比较，得到监测周期内发射管电加热带实际加热温度低于设定加热温度对应的工作次数，将其记为，通过分析公式得到发射管电加热带的加热不足系数，其中表示预设的加热不足系数的修正因子，表示监测周期内发射管电加热带工作的总次数。

9、d2：获取监测周期内发射管电加热带各次工作的实际加热温度与设定加热温度之间差值的绝对值，将其记为监测周期内发射管电加热带各次工作的加热温度偏差，并表示为，表示第次工作的编号，，通过分析公式得到发射管电加热带的温控失灵系数，其中表示预设的温控失灵系数的修正因子，表示自然常数，表示预设的单位加热温度偏差对应的影响因子。

10、d3：通过热成像技术获取监测周期内发射管电加热带各次工作时发射管电加热带的热图，得到监测周期内发射管电加热带各次工作时发射管电加热带表面各温度区域的温度，将其记为，表示发射管电加热带表面第个温度区域的编号，，通过分析公式<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>φ</mi><mn>3</mn></msub><mi>=</mi><msub><mi>ϕ</mi><mn>3</mn></msub><mi>∗</mi><mi>ln</mi><mrow><mo>[</mo><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>=</mi><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msup><mrow><mo>(</mo><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>b</mi><mi>=</mi><mn>2</mn></mrow><mi>c</mi></munderover><mfrac><mrow><mo>|</mo><mrow><msup><mi>t</mi><mi>ib</mi></msup><mi>−</mi><msup><mi>t</mi><mrow><mi>i</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>b</mi><mi>−</mi><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></msup></mrow><mo>|</mo></mrow><mrow><mi>δ</mi><msub><mi>t</mi><mi>设</mi></msub></mrow></mfrac></mstyle><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mstyle></mrow><mo>]</mo></mrow></mstyle>得到发射管电加热带的加热不均系数，其中表示预设的加热不均系数的修正因子，表示监测周期内发射管电加热带第次工作时发射管电加热带表面第个温度区域的温度，表示预设的发射管电加热带表面温度区域之间温度偏差的阈值。

11、在上述实施例的基础上，所述步骤一的具体分析过程还包括：e1：根据监测周期内发射管电加热带各次工作的温升曲线，分析监测周期内发射管电加热带各次工作的启动所需时长，将其记为，获取监测周期内发射管电加热带各次工作的参考启动所需时长，将其记为。

12、通过分析公式得到发射管电加热带的启动延时系数，其中表示预设的启动延时系数的修正因子。

13、e2：获取监测周期内发射管电加热带各次工作的耗电量，将其记为，并获取监测周期内发射管电加热带各次工作的参考耗电量，将其记为。

14、将监测周期内发射管电加热带各次工作的耗电量和参考耗电量代入分析公式得到发射管电加热带的效率降低系数，其中表示预设的效率降低系数的修正因子。

15、在上述实施例的基础上，所述步骤一的具体分析过程还包括：获取监测周期内发射管电加热带各次工作的电压变化曲线和电流变化曲线，提取数据库中存储的发射管电加热带的理想电压变化曲线和理想电流变化曲线，获取监测周期内发射管电加热带各次工作的电压变化曲线与理想电压变化曲线的重合度、电流变化曲线与理想电流变化曲线的重合度，将其分别记为。

16、通过分析公式得到发射管电加热带的电气参数异常系数，其中表示预设的电气参数异常系数的修正因子。

17、在上述实施例的基础上，所述步骤二的具体分析过程为：将发射管电加热带的加热不足系数、温控失灵系数、加热不均系数、启动延时系数、效率降低系数和电气参数异常系数分别与其对应的设定阈值进行比较，若发射管电加热带的加热不足系数、温控失灵系数、加热不均系数、启动延时系数、效率降低系数和电气参数异常系数均小于其对应的设定阈值，则发射管电加热带不存在故障，反之，则发射管电加热带存在故障，并获取发射管电加热带的各故障表征，构建发射管电加热带的故障表征集合。

18、在上述实施例的基础上，所述步骤三的具体分析过程为：提取数据库中存储的发射管电加热带各类型故障对应的故障表征标签集合，将发射管电加热带的故障表征集合与发射管电加热带各类型故障对应的故障表征标签集合进行比对，若发射管电加热带的故障表征集合中某项表征属于发射管电加热带某类型故障对应的故障表征标签集合内，则将该故障类型记为发射管电加热带的疑似故障类型，统计发射管电加热带的各疑似故障类型，构建发射管电加热带的疑似故障类型集合。

19、在上述实施例的基础上，所述步骤四的具体分析过程包括：按照预设的等长度原则对发射管电加热带进行划分，得到发射管电加热带的各子段。

20、通过高清摄像机采集发射管电加热带的图像，得到发射管电加热带各子段的表面图像和发射管电加热带各子段的绝缘层图像。

21、将发射管电加热带各子段的表面图像分别与数据库中存储的发射管电加热带表面裂缝、破损和烧焦的样例图像进行比对，获取发射管电加热带各子段表面的裂缝长度、破损面积和烧焦面积，将其分别记为，表示发射管电加热带第个子段的编号，，并将发射管电加热带各子段的绝缘层图像与数据库中存储的发射管电加热带绝缘层破损的样例图像进行比对，获取发射管电加热带各子段的绝缘层破损面积，将其记为。

22、通过分析公式得到发射管电加热带各子段的外观完好系数，其中表示预设的外观完好系数的修正因子，分别表示预设的单位裂缝长度、单位破损面积、单位烧焦面积、单位绝缘层破损面积对应的影响因子。

23、在上述实施例的基础上，所述步骤四的具体分析过程还包括：通过测温仪器获取发射管电加热带各子段的温度，将其记为，进一步得到发射管电加热带各子段相邻两侧子段的温度，并进行平均值计算，得到发射管电加热带各子段的邻侧子段参考温度，将其记为。

24、通过分析公式得到发射管电加热带各子段的加热温度符合系数，其中表示预设的加热温度符合系数的修正因子，表示发射管电加热带子段的数量，表示预设的发射管电加热带子段与其邻侧子段之间的温度偏差阈值，表示预设的发射管电加热带单个子段的温度与子段平均温度之间差值的阈值。

25、在上述实施例的基础上，所述步骤五的具体分析过程包括：将发射管电加热带各子段的外观完好系数和加热温度符合系数代入分析公式得到发射管电加热带各子段的故障隐患指数，其中分别表示预设的外观完好系数和加热温度符合系数的预警值，分别表示预设的外观完好系数和加热温度符合系数的权值，。

26、在上述实施例的基础上，所述步骤五的具体分析过程还包括：将发射管电加热带各子段的故障隐患指数与预设的故障隐患指数阈值进行比较，若发射管电加热带某子段的故障隐患指数大于预设的故障隐患指数阈值，则发射管电加热带该子段存在故障隐患，统计发射管电加热带中存在故障隐患的各子段。

27、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：1.本发明通过监测发射管电加热带的工作状态，分析发射管电加热带的加热不足系数、温控失灵系数、加热不均系数、启动延时系数、效率降低系数和电气参数异常系数，进一步判断发射管电加热带是否存在故障，从多方面的故障表征进行故障判断，进而完善发射管电加热带的故障评估体系，提高发射管电加热带故障判断的可靠性和准确性，避免误判错判，从而在发射管电加热带故障时作出正确的、及时的响应。

28、2.本发明通过获取发射管电加热带的故障表征，并与发射管电加热带各类型故障对应的故障表征标签进行比对，分析发射管电加热带的疑似故障类型；同时对发射管电加热带各子段进行外观检查和加热温度检查，分析发射管电加热带中存在故障隐患的各子段，进而对发射管电加热带可能的故障类型和发射管电加热带中存在故障隐患的位置点进行分析确定，有利于后续对发射管电加热带提出针对性、有效的维修措施，从而提升安全性、优化性能、延长使用寿命和降低成本。