一种碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法和系统与流程

本申请属于瓶体缺陷检测，尤其涉及一种碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法和系统。

背景技术：

1、在能源危机和环境问题的双重牵引下，清洁能源及其附属产业成为当今社会的关注焦点。就氢能储运技术方面，储氢气瓶已被广泛使用，其内部构造包括内胆、过渡层、纤维缠绕层、保护层、缓冲层和气瓶阀门。目前储氢气瓶分为三种类型，即全金属气瓶、纤维环向缠绕气瓶和纤维全缠绕气瓶，其中碳纤维全缠绕气瓶由于储氢密度更高而具有更好的应用前景。

2、为了控制碳纤维全缠绕储氢气瓶的造价成本，在实际应用中往往需要重复利用，但在反复使用的过程中会逐渐增加瓶体损坏的几率，引发瓶体意外爆炸或漏气等安全问题。然而，现有的瓶体检测方法无法准确判断储氢气瓶的各类损坏情况，针对碳纤维全缠绕储氢气瓶的缺陷检测可靠性不高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法和系统，通过气密试验和图像数据分析瓶体的内外部故障风险点，提升储氢气瓶故障诊断的准确度。

2、本申请的具体技术方案如下：

3、本申请提供一种碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法，包括如下步骤：

4、获取气密试验前后气密环境和气密环境中储氢气瓶的气压变化参数，获取储氢气瓶纤维层的图像数据并采集轮廓特征参数；

5、根据气密环境和储氢气瓶的气压变化参数分析储氢气瓶的内部故障信息，根据轮廓特征参数分析储氢气瓶的外部故障信息；

6、根据内部故障信息和外部故障信息的属性值判断储氢气瓶的故障类型，根据内部故障信息和外部故障信息的赋值判断故障程度。

7、进一步的，根据气密环境和储氢气瓶的气压变化参数分析储氢气瓶的内部故障信息具体为：

8、判断气密试验前后气密环境的气压变化参数和储氢气瓶的气压变化参数是否仅其一存在；

9、若是，则重新获取气密试验前后气密环境和储氢气瓶的气压变化参数，若否，则判断两者的气压变化参数同时存在或同时不存在，根据判断结果生成内部故障信息的第一属性值。

10、进一步的，根据气密环境和储氢气瓶的气压变化参数分析储氢气瓶的内部故障信息还包括：

11、若判断气密环境和储氢气瓶的气压变化参数同时存在，则根据气密环境和储氢气瓶的气压变化值与预设间隔时间的比值生成气密环境和储氢气瓶的气压变化率；

12、根据储氢气瓶的气压变化率计算平衡气压变化率，根据气密环境的气压变化率与平衡气压变化率的比对关系生成内部故障信息的第二属性值。

13、进一步的，根据轮廓特征参数分析储氢气瓶的外部故障信息具体为：

14、获取储氢气瓶的规格参数，根据规格参数生成储氢气瓶的预设轮廓特征参数；

15、判断轮廓特征参数与预设轮廓特征参数是否一致，根据判断结果生成外部故障信息的第一属性值。

16、进一步的，根据轮廓特征参数分析储氢气瓶的外部故障信息还包括：

17、若判断轮廓特征参数与预设轮廓特征参数不一致，则识别图像数据中异常点位坐标，并将异常点位坐标集中的区域设定为异常点位分布区域；

18、根据异常点位分布区域的面积生成外部故障信息的第二属性值。

19、进一步的，根据内部故障信息和外部故障信息的属性值判断储氢气瓶的故障类型具体为：

20、若内部故障信息和外部故障信息的第一属性值均为0，则判断故障类型为合格，若内部故障信息和外部故障信息的第一属性值均为1，则判断故障类型为内胆和纤维层故障；

21、若内部故障信息的第一属性值为1且外部故障信息的第一属性值为0，则判断故障类型为内胆故障，若内部故障信息的第一属性值为0且外部故障信息的第一属性值为1，则判断故障类型为纤维层故障。

22、进一步的，根据内部故障信息和外部故障信息的属性值判断储氢气瓶的故障类型还包括：

23、若内部故障信息和外部故障信息的第一属性值均为1，则判断故障类型是否为间隙故障；

24、若内部故障信息的第一属性值为1且外部故障信息的第一属性值为0，则获取内部故障信息的第二属性值，若内部故障信息的第二属性值为1，则判断故障类型是否为间隙故障；

25、若外部故障信息的第一属性值为1且内部故障信息的第一属性值为0，则获取外部故障信息的第二属性值，若外部故障信息的第二属性值为1，则判断故障类型是否为间隙故障。

26、进一步的，判断故障类型是否为间隙故障具体为：

27、获取间隙试验的气流值和间隙试验中储氢气瓶缓冲层的气流值；

28、根据间隙试验与储氢气瓶缓冲层的气流值的大小关系生成间隙故障信息。

29、进一步的，根据内部故障信息和外部故障信息的赋值判断故障程度具体为：

30、分别判断内部故障信息和外部故障信息的赋值是否落在预设阈值范围内，若落在预设阈值范围内则判断故障程度为轻型，若落在预设阈值范围外则判断故障程度为报废。

31、本申请还提供一种碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断系统，所述碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断系统包括：

32、输入模块，用于获取气密试验前后气密环境和气密环境中储氢气瓶的气压变化参数，获取储氢气瓶纤维层的图像数据并采集轮廓特征参数；

33、分析模块，用于根据气密环境和储氢气瓶的气压变化参数分析储氢气瓶的内部故障信息，根据轮廓特征参数分析储氢气瓶的外部故障信息；

34、判断模块，用于根据内部故障信息和外部故障信息的属性值判断储氢气瓶的故障类型，根据内部故障信息和外部故障信息的赋值判断故障程度。

35、综上所述，本申请提供了一种碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法和系统，通过气密环境和储氢气瓶的气压变化参数分析储氢气瓶的内部故障信息，通过图像数据中轮廓特征参数分析储氢气瓶的外部故障信息，利用内外部故障信息的属性值匹配储氢气瓶的故障类型，利用内外部故障信息的赋值匹配故障程度，通过故障类型和故障程度的诊断结果及时发现储氢气瓶内外部潜在风险，方便人们对储氢气瓶进行故障区域的检修和维护。

技术特征：

1.一种碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法，其特征在于，根据气密环境和储氢气瓶的气压变化参数分析储氢气瓶的内部故障信息具体为：

3.如权利要求2所述的碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法，其特征在于，根据气密环境和储氢气瓶的气压变化参数分析储氢气瓶的内部故障信息还包括：

4.如权利要求1所述的碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法，其特征在于，根据轮廓特征参数分析储氢气瓶的外部故障信息具体为：

5.如权利要求4所述的碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法，其特征在于，根据轮廓特征参数分析储氢气瓶的外部故障信息还包括：

6.如权利要求1所述的碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法，其特征在于，根据内部故障信息和外部故障信息的属性值判断储氢气瓶的故障类型具体为：

7.如权利要求6所述的碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法，其特征在于，根据内部故障信息和外部故障信息的属性值判断储氢气瓶的故障类型还包括：

8.如权利要求7所述的碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法，其特征在于，判断故障类型是否为间隙故障具体为：

9.如权利要求1所述的碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法，其特征在于，根据内部故障信息和外部故障信息的赋值判断故障程度具体为：

10.一种碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断系统，其特征在于，所述碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断系统包括：

技术总结
本申请提供了一种碳纤维全缠绕储氢气瓶的瓶体故障诊断方法和系统，通过气密环境和储氢气瓶的气压变化参数分析储氢气瓶的内部故障信息，通过图像数据中轮廓特征参数分析储氢气瓶的外部故障信息，利用内外部故障信息的属性值匹配储氢气瓶的故障类型，利用内外部故障信息的赋值匹配故障程度，通过故障类型和故障程度的诊断结果及时发现储氢气瓶内外部潜在风险，方便人们对储氢气瓶进行故障区域的检修和维护。

技术研发人员：杨刚,谭粤,夏莉
受保护的技术使用者：广东省特种设备检测研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13