一种海底管道安全监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海底管道安全监测装置，属于海底管道检测技术领域。该装置包括设置在海底管道上的压电传感器单元、通信电缆、信号发生系统和数据采集系统，所述的压电传感器单元包括压电传感器组和与之相连的声信号接收换能器，其中信号发生系统通过通信电缆与压电传感单元组连接，压电传感器单元通过通信电缆与数据采集系统连接；所述信号发生系统包括信号发生器、低频激振器、高频激振器和声纳发射换能器。本发明专利技术自动化程度高，避免了维护人员潜入海底的不便和危险，且可以及时发现海底管道上的裂纹，避免更大事故的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种海底管道安全监测装置，属于海底管道检测

技术介绍
海底管道是输送油、气的经济且便利的方法，这些管道负责收集、输送和分送海上 油气田的资源，因此，这些海底管道连续有效地工作就显得尤为重要。而由于海水的长期冲 刷、微生物的腐蚀以及使用年限的增长等因素，很可能会造成海底管道的断裂，从而造成环 境污染以及经济损失。 申请号为201310579242. 6，申请日为2013年11月15日的专利技术专利申请涉及一 种基于浅海吹填区海底管线的监测方法，其特征在于：（1)根据有限元分析结果选择监测 区域；（2)采用人工潜水的方式找出海底管线的准确位置；（3)监测区域内设有固定的监测 平台，监测平台上预留有探测槽口；（4)在预留的探测槽口内设有一排垂直于海底管线的 套管；（5)在上述的套管内逐一下放探杆；（6)根据第5步确定的海底管线的位置，下放探 杆，并记录海底管线位置的初始数据；（7)间隔一定周期，重新下放探杆，并与第6步中的初 始数据进行对比，从而推定海底管线的沉降和位移。测量人员监测时站在平台上等同于站 在陆地上进行测量，消除了借助测量船因风浪而影响监测结果的弊端，而且不受海底管线 上方泥层厚度的影响，采集数据快速。 申请号为20131041640L0,申请日为2013年9月13日的专利技术专利申请公开了一 种海底管道弯曲变形状态监测系统及方法，属于测量
数据处理器和多波束声纳 控制器位于测量船的船舱内，多波束声纳控制器通过电缆与多波束声纳发射换能器和声信 号接收换能器连接；多波束声纳发射换能器和声信号接收换能器通过多波束系统固定安装 辅助装置固定在测量船一侧的船舷上，并置于海面以下；数据处理器通过电缆与多波束声 纳发射换能器、声信号接收换能器、多波束系统GPS定位设备、测量船姿态传感器、潮位矫 正传感器、水深测量装置连接；托管架GPS定位设备通过无线方式与数据处理器连接。该发 明实时监控管道铺设过程的变形状态，通过分析得出管道应力应变参数，供管道施工作业 参考。 申请号为201410499347. 5，申请日为2014年9月25日的专利技术专利申请公开了一 种用于海底管道电位分布非接触式检测的数据采集系统，涉及数据采集系统领域，所述数 据采集系统包括：通信电缆，所述通信电缆一端电连接设置在陆地上的数据采集器，另一端 电连接设置在水下的矩阵式电位传感器，所述矩阵式电位传感器监测海管电位，同时将管 道电位数据通过所述通信电缆传输到所述数据采集器，所述数据采集器进行处理并显示。 该数据采集系统的数据采集与处理性能较强，工作性能稳定，可靠性高，实现了复杂环境下 的连续作业；并且该数据采集系统的结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值，满 足了实际应用中的多种需要。 现有技术中多采用安装智能传感器对海底管道进行监控，但有的技术还需要借助 人工测量或测量船，智能化程度不高，且监测的精度不够，对细小裂纹不够敏感。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种海底管道安全监测装置，可避免了维护人 员潜入海底的不便和危险，且可以及时发现海底管道上的裂纹，避免更大事故的发生。 本专利技术为解决其技术问题采用如下技术方案： 一种海底管道安全监测装置，包括设置在海底管道上的压电传感器单元、通信电缆、信 号发生系统和数据采集系统，所述的压电传感器单元包括压电传感器组和与之相连的声信 号接收换能器，其中信号发生系统通过通信电缆与压电传感器单元连接，压电传感器单元 通过通信电缆与数据采集系统连接； 所述信号发生系统包括信号发生器、低频激振器、高频激振器和声纳发射换能器，所述 信号发生器发出激励信号，并分别通过低频激振器和高频激振器同时输出两路不同频率的 简谐激励信号经声纳发射换能器转化成电信号通过通信电缆传送给传感器组，安装在海底 管道上的压电传感器组接收到电信号后响应后为海底管道的振动信号，振动信号经声信号 接收换能器接收转化成电信号通过通信电缆传送给数据采集系统，所述的数据采集系统对 接收到的电信号进行分析处理，判断海底管道是否有裂纹及裂纹的损伤程度，同时将判断 结果存储在系统内。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述的数据采集系统包括数据采集单元、数 据放大单元、数据处理单元和数据存储单元。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述的数据放大单元采用前置放大器。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述的通信电缆采用3G网络通信。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述的压电传感器组采用的压电传感器的型 号为 AD200TT。 本专利技术所述的一种海底管道安全监测装置，采用以上技术方案与现有技术相比， 具有以下技术效果： (1)本专利技术自动化程度高，避免了维护人员潜入海底的不便和危险，且可以及时发现海 底管道上的裂纹，避免更大事故的发生。 (2)本专利技术采用超声检测技术，实现对海底管道的无损伤检测。 (3)本专利技术利用裂纹结构在多频激励下的非线性调制效应来进行缺陷检测，可以 显著提高超声检测的灵敏度，克服了常规线性超声方法对微小裂纹及闭合裂纹不敏感的不 足。【具体实施方式】 下面结合对本专利技术创造做进一步详细说明。 一种海底管道安全监测装置，包括设置在海底管道上的压电传感器单元、通信电 缆、信号发生系统和数据采集系统，所述的压电传感器单元包括压电传感器组和与之相连 的声信号接收换能器，其中信号发生系统通过通信电缆与压电传感器单元连接，压电传感 器单元通过通信电缆与数据采集系统连接； 所述信号发生系统包括信号发生器、低频激振器、高频激振器和声纳发射换能器，所述 信号发生器发出激励信号，并分别通过低频激振器和高频激振器同时输出两路不同频率的 简谐激励信号经声纳发射换能器转化成电信号通过通信电缆传送给传感器组，安装在海底 管道上的压电传感器组接收到电信号后响应后为海底管道的振动信号，振动信号经声信号 接收换能器接收转化成电信号通过通信电缆传送给数据采集系统，所述的数据采集系统对 接收到的电信号进行分析处理，判断海底管道是否有裂纹及裂纹的损伤程度，同时将判断 结果存储在系统内。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述的数据采集系统包括数据采集单元、数 据放大单元、数据处理单元和数据存储单元。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述的数据放大单元采用前置放大器。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述的通信电缆采用3G网络通信。 作为本专利技术的一种优选技术方案：所述的压电传感器组采用的压电传感器的型 号为 AD200TT。 本专利技术采用超声检测技术，实现对海底管道的无损伤检测。 超声波检测技术是当今社会无损检测
中的一种非常重要的手段和当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海底管道安全监测装置，包括设置在海底管道上的压电传感器单元、通信电缆、信号发生系统和数据采集系统，所述的压电传感器单元包括压电传感器组和与之相连的声信号接收换能器，其中信号发生系统通过通信电缆与压电传感器单元连接，压电传感器单元通过通信电缆与数据采集系统连接；其特征在于所述信号发生系统包括信号发生器、低频激振器、高频激振器和声纳发射换能器，所述信号发生器发出激励信号，并分别通过低频激振器和高频激振器同时输出两路不同频率的简谐激励信号经声纳发射换能器转化成电信号通过通信电缆传送给传感器组，安装在海底管道上的压电传感器组接收到电信号后响应后为海底管道的振动信号，振动信号经声信号接收换能器接收转化成电信号通过通信电缆传送给数据采集系统，所述的数据采集系统对接收到的电信号进行分析处理，判断海底管道是否有裂纹及裂纹的损伤程度，同时将判断结果存储在系统内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：过俊宏，陈伟新，顾肖红，
申请(专利权)人：无锡市崇安区科技创业服务中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32