1.一种用于检测工业组件中流体泄漏的流体泄漏检测系统,
所述工业组件包括一自由无表面管道或导管,用于沿着所述自由无表面管道或导管接收流体流动,
一声学发射器,其可沿所述导管的至少一部分发射和传播输出声学信号,所述输出声学信号包括一个或多个预选基线频率分量,所述基线频率分量在所选频率范围内高于所述工业组件的背景噪声频率,
一声学传感器,用于在沿所述导管位置处接收和感测所发射的声学信号,所述导管与所述声学发射器间隔开,所述声学传感器可操作以输出代表所感测的所发射的声学信号的数据信号,一处理器,与所述声学传感器进行电子通信,所述处理器包括可操作的程序指令,以检测所感测的所发射的声学信号的一个或多个频率分量的出现,该频率分量可与指示特定处理信息的预选频率相关联;
比较感测发射的声学信号的至少一个基线频率分量中的一个或多个是否与各自预选的目标频率偏离阈值量;以及
在将所述至少一个比较的基线频率分量识别为与预选的目标频率偏离所述阈值量时,输出指示潜在流体泄漏的信号和影响预选安全协议的控制信号中的至少一个。
2.一种用于检测工业炉冷却组件中冷却液泄漏的冷却液泄漏检测系统;
所述冷却组件包括一导管,用于沿其接收冷却液流,所述冷却液与要冷却的工业炉的一部分热连通,
一声学发射器,其可沿所述导管的至少一部分发射和传播输出声学信号,所述输出声学信号包括一个或多个预选基线频率分量,所述基线频率分量在所选频率范围内高于工业炉的背景噪声频率,
一声学传感器,用于在沿所述导管位置处接收和感测所发射的声学信号,所述导管与所述声学发射器间隔开,所述声学传感器可操作以输出代表所感测的所发射的声学信号的数据信号,一处理器,与所述声学传感器进行电子通信,所述处理器包括可操作的程序指令,以检测所感测的所发射的声学信号的一个或多个频率分量的出现,该频率分量可与指示特定处理信息的预选频率相关联;
比较感测发射的声学信号的至少一个基线频率分量中的一个或多个是否与各自预选的目标频率偏离阈值量;以及
在将所述至少一个比较基准频率分量识别为与预选目标频率偏离所述阈值量时,输出指示潜在冷却剂流体泄漏的信号和影响预选熔炉安全协议的熔炉控制信号中的至少一个。
3.如权利要求1或2所述的检测系统,其特征在于,所述输出声学信号包括一脉冲信号,所述脉冲信号的脉冲频率持续时间选择在约0.25到5分钟之间,优选在1到3分钟之间,脉冲重复周期约1到5分钟。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的检测系统,其特征在于,所述处理器包括存储器,所述预选目标频率被存储在所述存储器中,并且所述程序指令进一步操作以对所感测的所发射的声音信号执行以下操作中的至少一项操作,即信号放大、时间序列分析、傅里叶变换(包括短傅里叶变换)、时频分析、频谱分析、滤波理论、信号自动和相互关联。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的检测系统,其特征在于,所述工业组件包括管道、通道或流体管道,所述管道、通道或流体管道用于冷却,电弧炉(eaf)或碱性氧气炉(bof)中的炉侧壁面板、烟气管道面板、喷枪、风口或其他辅助冷却设备;所述冷却液包括水;所述电弧炉的背景噪声频率小于约10khz,其中所述预选的基线频率分量包括目标频带,其频率范围大于约10khz,优选在约10khz到约100khz之间,且最优选在大约40khz到大约75khz之间。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的检测系统,其特征在于,所述沿所述导管的所述冷却液流包括基本上自由的无表面的管流,其中,所述声学发射器被定位成以在所述冷却液流的中心部分内发射所述输出声学信号。
7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的检测系统,其特征在于,所述声学传感器被定位成接收和感测所述发射的声学信号,所述发射的声学信号位于所述冷却液的所述中心部分流中,所述冷却液流位于距离所述声学发射器一定距离的位置处。
8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的检测系统,其特征在于,所述导管包括通常为蛇形的导管段,所述导管段具有一冷却液入口端部和一冷却液出口端部,所述声学发射器被布置在所述冷却液流中靠近所述冷却液入口部的第一上游位置处,所述声学传感器设置在一第二位置处的所述冷却液流中,所述第二位置与所述第一位置的下游间隔开来,所述第一位置朝向所述冷却剂出口端部间隔开来。
9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的检测系统,其特征在于,所述声学传感器沿所述导管与所述声学发射器隔开约5至50米,优选为10至30米的距离。
10.一种用于监测冷却液冷却工业装置的操作参数的监测和检测系统,该工业装置包括一个冷却液导管,所述冷却液导管沿其接收冷却液的流动,所述冷却液与待冷却的工业装置的一部分热联通,
一声学传感器组件,用于接收和感测所述冷却液流中的声学信号,所述感测的声学信号在高于或低于与所述工业装置相关的背景噪声频率范围的频率范围内,所述声学传感器组件可操作以输出代表感测的声学信号的数据信号,一处理器,与所述声学传感器组件进行电子通信,所述处理器包括一存储器和存储在所述存储器中的程序指令,所述存储器可操作以将所感测的声学信号的至少一个频率分量与至少一个预定目标频率比较,所述预定目标频率与安装操作参数相关联,并且,当感测到的声学信号的比较频率分量偏离所述目标频率阈值量时,产生指示相关操作参数的操作状态和/或用于控制所述工业装置的操作的输出信号。
11.如权利要求10所述的系统,其特征在于,所述操作参数选自以下组,所述组包括冷却液流动中的潜在中断和冷却液的潜在损失,所述系统还包括一个声学发射器,所述声学发射器定位为发射所述声学信号作为在所述冷却液流中发射的输出声学信号,所发射的输出声学信号包括一预选的基线频率分量,所述预选的基线频率分量被选择为在所述背景噪声频率范围以上,以及
其中,所述程序指令可用于将所感测的所发射的声学信号的所述基线频率分量与至少一个预定目标频率进行比较;以及
在将所比较的基线频率分量识别为偏离所述至少一个预定目标频率和/或目标强度阈值量时,所述处理器生成指示冷却液的潜在损失的信号作为输出信号。
12.如权利要求10或11所述的系统,其特征在于,所述声学传感器组件包括一个声学传感器,所述声学传感器定位成在所述冷却液流中接收和感测所述声学信号,所述冷却液流位于距离所述声学发射器一定距离的位置处。
13.如权利要求1至12中任一权利要求所述的系统,其特征在于,所述工业装置是电弧炉,所述冷却液包括水,
与所述电弧炉相关的背景噪声频率范围小于约10khz,
所述基线频率分量在约10khz至约100khz的频率范围内,更优选在约40khz至约75khz的频率范围内,
14.如权利要求10至13中任一权利要求所述的系统,其特征在于,所述冷却液导管包括一通常呈蛇形延伸的导管,所述呈蛇形延伸的导管具有一冷却液入口端和一冷却液出口端,所述声学发射器朝向所述冷却液入口端布置,以及所述声学传感器组件朝向所述冷却液出口端布置,其中水流包括基本上自由的无表面的管流。
15.如权利要求10至14中任一权利要求所述的系统,其特征在于,所述工业装置包括炼钢炉,所述冷却液包括水,与所述预定目标频率相关联的操作参数选自以下组中的一个或多个,组中包括:碳注入效应、氧枪注入流、炉燃烧气体流和冷却水泄漏。
16.如权利要求10至15中任一权利要求所述的系统,其特征在于,所述操作参数包括从电弧效应、碳注入效应、氧注入流和炉燃烧气体流组成的组中选择的钢炉操作参数。
17.一种检测电弧炉(eaf)冷却面板水冷却剂泄漏的漏水检测系统;
所述冷却面板包括与要冷却的电弧炉的一部分热连通的冷却流体导管,所述冷却流体导管接收作为其中的冷却剂流的水流,
一声学发射器,其可沿所述导管在第一位置向所述冷却剂流发射输出声学信号,所述输出声学信号包括在大于约10khz至约100khz,以及优选在大约40千赫到75千赫之间的频率范围内选择的预选基线频率分量,,
一声学传感器组件,包括至少一个声学传感器,所述声学传感器设置在沿着所述导管沿线的第二位置,所述导管与所述第一位置隔开,所述声学传感器可操作以感测所述冷却剂流中的所发射的声学信号,并输出代表在所述第二位置处所感测到的所发射的声学信号的数据信号,一处理器,与所述声学传感器组件进行电子通信,所述处理器具有存储器和存储在所述存储器中的程序指令,可操作用于,
比较所感测的所发射的声学信号的基线频率分量是否与所述存储器中存储的预选目标频率和强度偏离阈值量;以及
在识别所比较的基线频率分量与所述预选的目标频率偏离所述阈值量时,输出至少一个信号,该信号指示所述冷却面板中潜在的水冷却液泄漏,以及一个或多个控制信号,该控制信号可操作以影响所述电弧炉的自动安全协议。
18.如权利要求17所述的检测系统,其特征在于,所述输出声学信号包括一脉冲信号,所述脉冲信号的脉冲频率持续时间选择在大约0.25到5分钟之间,优选在1到3分钟之间,脉冲重复周期在大约1到5分钟之间。
19.如权利要求17或18所述的检测系统,其特征在于,所述处理器可对所述输出数据信号执行信号放大、时间序列分析、傅里叶变换(包括短傅里叶变换)、时频分析、频谱分析、滤波理论、信号自相关和互相关中的至少一项操作。
20.如权利要求16至19中任一权利要求所述的检测系统,其特征在于,所述冷却液导管包括蛇形延伸的导管部分,所述导管部分具有一上游入口端部分和一下游出口端部分,所述冷却液流包括基本自由的无表面水流,其中所述第一位置朝向所述入口端部间隔开,所述第二位置朝向所述出口端部间隔开。
21.如权利要求16至20中任一权利要求所述的检测系统,其特征在于,所述声学发射器包括用于定位在水流基本中心部分的换能器,所述至少一个声学传感器包括布置在所述冷却剂流所述中心部分的相应信号接收部分。
22.根据权利要求16至21中任一权利要求所述的检测系统,其特征在于,所述传感器组件包括多个声学传感器,所述多个声学传感器沿所述导管在不同位置隔开。