The invention relates to an oil and gas pipeline on-line ultrasonic stress measurement device includes a processor, ultrasonic transmitting module, ultrasonic receiving module, time measuring circuit module, liquid crystal display and interactive module, power management module; ultrasonic transmitter module transmits high voltage pulse ultrasonic receiving module receives the signal amplifying and shaping circuit, time measurement measurement of ultrasonic emission module starting signal and the time signal cutoff interval; liquid crystal display and interactive module for system management and display the measurement results; the power management module for processor, ultrasonic transmitting module, ultrasonic receiving module, time measuring circuit module, liquid crystal display and interactive module; processor for system management, power control, collecting and measuring results the measurement results and control processing, the results are displayed. The invention improves the detection accuracy and prevents electromagnetic interference, so that the system can work in the field continuously, steadily and stably for a long time and isolate the external interference, and the measurement result is real and reliable.
【技术实现步骤摘要】
油气管道在线应力超声测量装置
本专利技术属于油气管道应力检测领域,具体地,涉及管线钢金属在线应力超声测量装置,该装置以声弹性理论为基础,能够通过测量超声临界折射纵波(LCR波)在金属内表层的飞行时间,进而计算出金属内部的应力大小。该测量装置精巧,可实现无损检测,并且测量精度高,测量速度快。技术背景随着国内外对石油、天然气的需求不断提高,油气管道向着大口径、高压力、高强度和高设计系数的方向发展,但是随着使用年限的逐年增长,管道缺陷也随之增多,油气管道进入一个事故多发阶段。在所有的油气管道设备中,金属承受载荷十分大。这些管道内部应力的大小及其变化是衡量其可靠性的主要参考指标。管道金属内部应力的大小变化除了与其受力情况有关外,还与其加工过程,形变及周围的温度有关。为了维护、检查和延长管道的使用寿命,长期以来人们很关注管道应力的检测。应力的测量方法有很多,如x射线法、磁力法、应变片法、超声方法等。传统的测量方法,如x射线法、磁力法等需要的设备体积庞大,价格昂贵,不适宜室外大规模测量。而超声波所固有的特性,如穿透能力强、仪器设备简单、测量速度快、低成本等,因此利用超声波无损检测金属材料表面和内部的应力状况具有极大的潜力。然而传统的超声测量应力装置相对较大,不可手持,测量方式一般为对信号采样测量,其低采样频率决定了其测量精度低,其采样频率很难做到1GHz以上,故其时间测量精度往往只能达到10-8-10-9S。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷,本专利技术提供一种体积小,可手持,精度高的独立超声应力测量系统,能够通过测量数据准确地绘制出金属管道的应力分布情况。为实现上 ...
【技术保护点】
一种油气管道在线应力超声测量装置,包括:低功耗处理器、超声发射模块、超声接收模块、时间测量电路模块、液晶显示及交互模块、电源管理模块;其特征在于:超声发射模块发射高电压脉冲,超声接收模块用于接收信号的波形放大及整形;时间测量电路模块测量超声发射起始信号和截止信号的时间间隔;液晶显示及交互模块用于系统管理及测量结果显示;电源管理模块用于为低功耗处理器、超声发射模块、超声接收模块、时间测量电路模块、液晶显示及交互模块供电;低功耗处理器用于系统管理、电源控制、采集测量结果、处理测量结果并控制将结果显示出来。
【技术特征摘要】
1.一种油气管道在线应力超声测量装置,包括:低功耗处理器、超声发射模块、超声接收模块、时间测量电路模块、液晶显示及交互模块、电源管理模块;其特征在于:超声发射模块发射高电压脉冲,超声接收模块用于接收信号的波形放大及整形;时间测量电路模块测量超声发射起始信号和截止信号的时间间隔;液晶显示及交互模块用于系统管理及测量结果显示;电源管理模块用于为低功耗处理器、超声发射模块、超声接收模块、时间测量电路模块、液晶显示及交互模块供电;低功耗处理器用于系统管理、电源控制、采集测量结果、处理测量结果并控制将结果显示出来。2.根据权利要求1所述的油气管道在线应力超声测量装置,其特征在于,低功耗处理器作为主控中心,控制超声发射模块、超声接收模块、时间测量电路模块、液晶显示及交互模块的芯片的初始化,控制超声发射的频率,控制超声接收电路的波形整形以及增益、读取测量时间结果、控制发射电源的开启和关闭、控制液晶显示屏的显示界面以及读取操作。3.根据权利要求1-2所述的油气管道在线应力超声测量装置,其特征在于,超声发射模块将发射信号转换为一个100V以上的脉冲信号发送到超声探头,经过压电晶片转换为5MHz的超声波经由油气管道壁发送到接收探头。4.根据权利要求1-3所述的油气管道在线应力超声测量装置,其特征在于,超声接收模块用于接收信号的放大和整形,将接收的信号经过一系列的可编程控制放大之后作门槛鉴定和过零点判别,最终得到STOP数字信号。5.根据权利要求1-4所述的油气管道在线应力超声测量装置,其特征在于,超声接收模块为双通道逻辑信号发射和超声信号接收,超声信号通过RX脚(1,2脚)接收,然后经过一级低噪声固定增益的放大LNA(可编程屏蔽放大),放大的信号由LNAOUT(4脚)接收,经过C27电容高通滤波之后,进入可编程增益放大器PGA,由PGAOUT(6脚)输出...
【专利技术属性】
技术研发人员:李玉坤,于文广,蒋兴权,李自力,俞然刚,
申请(专利权)人:中国石油大学华东,
类型:发明
国别省市:山东,37
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