Акустико-эмиссионная система и способ прогнозирования взрывов в резервуаре для растворения - RU2016142802A

1. Система, содержащая:

резервуар для растворения, смежный с регенерационным котлом;

жёлоб для расплава, имеющий первый конец вблизи регенерационного котла, и второй конец, противоположный первому концу, причем второй конец расположен вблизи резервуара растворения, при этом жёлоб для расплава выполнен с возможностью приема расплава из регенерационного котла и перемещения расплава в резервуар для растворения;

акустико-эмиссионный датчик, имеющий считывающий конец, выполненный с возможностью обнаружения акустической эмиссии, происходящей от расплава, вступающего в контакт с жидкостью в резервуаре для растворения, причем данный акустико-эмиссионный датчик имеет преобразователь в сигнальной связи со считывающим концом, и при этом данный преобразователь выполнен с возможностью преобразования акустических эмиссий в первоначальный электрический сигнал;

препроцессор, выполненный с возможностью усиления, фильтрования и оцифровывания первоначального электрического сигнала и выработки предварительно обработанного сигнала, имеющего частоту более чем 20 кГц, причем данный препроцессор расположен после преобразователя;

процессор данных в сигнальной связи с препроцессором, причем этот процессор данных выполнен с возможностью преобразования предварительно обработанного сигнала способом преобразования для выработки выходного сигнала, причем данный выходной сигнал содержит первый набор обработанных колебательных сигналов, представляющих первую скорость потока расплава, и второй набор обработанных колебательных сигналов, представляющих вторую скорость потока расплава, причем второй набор обработанных колебательных сигналов имеет пик амплитуды, превосходящую первый набор обработанных колебательных сигналов более чем на 200%, что представляет собой предшествующий входящему потоку характерный признак.

2. Система по п. 1, дополнительно содержащая расплав, расположенный в жёлобе для расплава.

3. Система по п. 1, причем акустико-эмиссионный датчик расположен внутри резервуара для растворения, внутри стенки резервуара для растворения, внутри крышки резервуара для растворения, внутри основания резервуара для растворения или смежно с резервуара для растворения.

4. Система по п. 1, причем первый конец жёлоба для расплава расположен в, находится в зацеплении с или проходит в направлении регенерационного котла, и второй конец жёлоба для расплава расположен сверху, находится в зацеплении с или проходит в направлении резервуара для растворения.

5. Система по п. 1, дополнительно содержащая компьютер, причем компьютер выполнен с возможностью обнаружения предшествующего входящему потоку характерного признака и ограничения потока расплава в резервуар для растворения после обнаружения предшествующего входящему потоку характерного признака.

6. Система по п. 5, причем компьютер изменяет технологические условия в ответ на обнаружение предшествующего входящему потоку характерного признака.

7. Система по п. 5, причем предшествующий входящему потоку характерный признак дополнительно содержит третий набор обработанных колебательных сигналов, имеющих амплитуды ниже средних амплитуд первого набора обработанных колебательных сигналов, и причем компьютер инициирует ответ при обнаружении третьего набора обработанных колебательных сигналов.

8. Система по п. 1, в которой процессор данных представляет собой процессор FPGA, причем данный процессор FPGA преобразует предварительно обработанный сигнал и непрерывно отображает интенсивность выбранных частотных полос во втором наборе колебательных сигналов.

9. Система по п. 8, причем предшествующий входящему потоку характерный признак дополнительно содержит, по меньшей мере, два пика амплитуды второго набора колебательных сигналов, превышающих среднюю амплитуду первого набора колебательных сигналов, по меньшей мере, на 300% в пределах предварительно заданного интервала времени.

10. Система по п. 1, причем предварительно обработанный сигнал имеет частоту более чем 100 кГц.

11. Система по п. 1, причем способ преобразования выбран из группы, которую составляют способ непрерывного счета, быстрое преобразование Фурье, среднеквадратичный способ, способ среднеквадратического отклонения, способ асимметрии, способ эксцесса, способ среднего значения, способ дисперсионного анализа, способ нечеткой логики и способ нейронной сети.

12. Система по п. 1, причем акустико-эмиссионный датчик выбран из группы, которую составляют пьезоэлектрический датчик, микроэлектромеханический датчик (MEMS) или другой акустико-эмиссионный датчик.

13. Система по п. 1, дополнительно содержащая многочисленные акустико-эмиссионные датчики, причем каждый акустико-эмиссионный датчик дополнительно содержит волновод.

14. Система по п. 13, в которой процессор данных преобразует предварительно обработанные сигналы, выработанные многочисленными акустико-эмиссионными датчиками.

15. Система по п. 13, причем волновод проходит в жидкость в резервуаре для растворения, и волновод второго акустического датчика проходит в текучую среду, выпускаемую из дезинтегратора.

16. Система по п. 13, причем акустико-эмиссионный датчик из многочисленных акустико-эмиссионных датчиков проходит через стенку резервуара для растворения или верхнюю часть резервуара для растворения.

17. Система по п. 13, причем акустико-эмиссионный датчик из многочисленных акустико-эмиссионных датчиков расположен вблизи резервуара для растворения и снаружи резервуара для растворения.

18. Система по п. 1, в которой первый набор колебательных сигналов соответствует горизонтальной линии, представляющей среднюю амплитуду первого набора колебательных сигналов, и в которой горизонтальная линия представляет собой базовый уровень активности.

19. Система по п. 1, дополнительно содержащая дисплей, причем данный дисплей отображает выходной сигнал как дисплей непрерывного частотного спектра, долговременную огибающую или путем отображения только частей сигнала в первом наборе обработанных колебательных сигналов.

20. Система по п. 1, причем предшествующий входящему потоку характерный признак дополнительно содержит тренд счета и тренд быстрого преобразования Фурье, причем тренд счета изображает уменьшение интенсивности взрывов в резервуаре для растворения перед тем, как частотные полосы в тренде быстрого преобразования Фурье превосходят первый набор обработанных колебательных сигналов более чем на 300%.

21. Система по п. 5, причем предшествующий входящему потоку характерный признак дополнительно содержит циклический предшествующий входящему потоку характерный признак, имеющий повторяющееся уменьшение амплитуды предшествующих входящему потоку характерных признаков.

22. Система по п. 21, причем компьютер инициирует ответ после обнаружения предшествующего входящему потоку характерного признака.

23. Система по п. 5, причем предшествующий входящему потоку характерный признак дополнительно содержит продолжительный предшествующий входящему потоку характерный признак и причем компьютер инициирует ответ после обнаружения продолжительного предшествующего входящему потоку характерного признака.

24. Система по п. 1, причем предшествующий входящему потоку характерный признак дополнительно содержит два или более пиков амплитуды во втором наборе обработанных колебательных сигналов, которые превосходят пороговое значение внутри предварительного заданного интервала времени.

25. Система по п. 1, дополнительно содержащая первое плавающее пороговое значение, определяемое средними амплитудами первого набора обработанных колебательных сигналов, и второе плавающее пороговое значение, определяемое вторым набором обработанных колебательных сигналов, причем предшествующий входящему потоку характерный признак дополнительно содержит переход от первого плавающего порогового значения ко второму плавающему пороговому значению, при этом второе плавающее пороговое значение превышает первое плавающее пороговое значение, по меньшей мере, на 100%.

26. Система по п. 1, причем жидкость в резервуаре для растворения представляет собой зеленый щелок.

27. Способ прогнозирования входящего потока расплава в резервуаре для растворения, содержащий:

обнаружение акустической эмиссии, происходящей от взрыва расплава в резервуаре для растворения, с помощью акустико-эмиссионного датчика;

генерирование первоначального электрического сигнала, представляющего акустическую эмиссию;

усиление первоначального электрического сигнала для выработки усиленного сигнала;

фильтрование первоначального электрического сигнала в диапазоне частот выше 20 кГц, для выработки отфильтрованного сигнала;

преобразование первоначального сигнала из аналогового сигнала для выработки цифрового сигнала, причем предварительно обработанный сигнал содержит усиленный сигнал, отфильтрованный сигнал и цифровой сигнал;

преобразование предварительно обработанного сигнала с помощью процессора данных, причем этот процессор данных преобразует предварительно обработанный сигнал способом преобразования, при этом преобразованный предварительно обработанный сигнал представляет собой выходной сигнал;

вывод выходного сигнала, причем данный выходной сигнал содержит первый набор обработанных колебательных сигналов, представляющих первую скорость потока расплава, и второй набор колебательных сигналов, представляющих вторую скорость потока расплава, причем второй набор обработанных колебательных сигналов имеет пики амплитуды, превышающие первый набор обработанных колебательных сигналов более чем на 200%, и при этом первый набор обработанных колебательных сигналов и второй набор обработанных колебательных сигналов содержат предшествующий входящему потоку характерный признак.

28. Способ по п. 27, дополнительно содержащий сравнение многочисленных предварительно обработанных сигналов в запрограммированном диапазоне частот от многочисленных акустико-эмиссионных датчиков.

29. Способ по п. 27, дополнительно содержащий передачу выходного сигнала в компьютер и ограничение потока расплава в резервуар для растворения после того, как компьютер обнаруживает предшествующий входящему потоку характерный признак.

30. Способ по п. 27, дополнительно содержащий передачу выходного сигнала в компьютер и изменение технологических условий после того, как компьютер обнаруживает предшествующий входящему потоку характерный признак.

31. Способ по п. 30, причем предшествующий входящему потоку характерный признак дополнительно содержит третий набор обработанных колебательных сигналов, имеющих амплитуды, ниже чем средние амплитуды первого набора обработанных колебательных сигналов.

32. Способ по п. 27, причем способ преобразования выбирают из группы, которую составляют способ непрерывного счета, быстрое преобразование Фурье, среднеквадратичный способ, способ среднеквадратического отклонения, способ асимметрии, способ эксцесса, способ среднего значения, способ дисперсионного анализа, способ нечеткой логики и способ нейронной сети.