一种基于射频识别传感的管道内壁腐蚀监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于射频识别传感的管道内壁腐蚀监测系统，涉及管道监测技术领域，包括：磁化装置、RFID标签传感器和读写器；磁化装置安置于被测管道上，其包括：铁芯、第一永磁体、第一铁块、第二永磁体和第二铁块；RFID标签传感器安置于被测管道上，与磁化装置位于同一侧；读写器通过读写器天线与RFID标签传感器无线通信连接。本发明专利技术结构轻巧，成本低，监测精度高；易于安装和拆卸，便于检修；有助于管道内壁腐蚀监测技术的应用，具有较大的工程应用价值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于射频识别传感的管道内壁腐蚀监测系统


[0001]本专利技术涉及管道监测
，具体涉及一种基于射频识别传感的管道内壁腐蚀监测系统。

技术介绍

[0002]管道作为重要的基础承压构件，被广泛应用于长距离运输石油、天然气，是国民经济的命脉，其质量是保证安全运输的基础。但由于应力、电化学劣化、振动、外界冲击等原因，管道内壁容易出现腐蚀、损失、空化和裂纹等缺陷，若未及时发现会降低后期使用性能，甚至会造成严重的安全事故。为保证管道质量，通常利用各种自动化无损检测方法进行质量检测，如漏磁、超声导波、光纤传感器、涡流、红外热成像等，这些手段虽然能够有效地对管道腐蚀进行监测，但上述方法存在仪器昂贵、结构庞大的问题，不利于监测大多数处于恶劣、极端的自然环境下的管道；并且需要定期检测，需要复杂仪器、线缆，成本高，不适合大规模监测。
[0003]射频识别技术作为一种非接触式识别技术，具有无源无线、免维护的优点。这种技术能够克服上述管道监测手段需要定期维护、结构庞大、成本高的问题。然而，由于趋肤效应，现有的射频识别用于管道腐蚀检测主要是应用于管道外表面腐蚀的监测，无法应用于管道的内部腐蚀。因此，亟需开发一种能够解决管道内壁腐蚀监测问题的技术手段。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种基于射频识别传感的管道内壁腐蚀监测系统解决了现有管道监测技术无法实现结构轻巧、成本低、精度高、易于安装与拆卸的问题。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种基于射频识别传感的管道内壁腐蚀监测系统，包括：磁化装置、RFID标签传感器和读写器；
[0007]所述磁化装置安置于被测管道上，其包括：铁芯、第一永磁体、第一铁块、第二永磁体和第二铁块；所述第一铁块和第二铁块均放置于被测管道的外壁上；所述第一永磁体位于第一铁块上方，与第一铁块固定连接；所述第二永磁体位于第二铁块上方，与第二铁块固定连接；所述铁芯位于第一永磁体和第二永磁体的上方，其一端与第一永磁体固定连接，另一端与第二永磁体固定连接；
[0008]所述RFID标签传感器安置于被测管道上，与磁化装置位于同一侧；
[0009]所述读写器通过读写器天线与RFID标签传感器无线通信连接。
[0010]进一步地，所述RFID标签传感器包括：超高频射频识别芯片和磁敏贴片天线；
[0011]所述磁敏贴片天线包括：金属接地板、介质基板和金属辐射贴片；所述介质基板的一表面与金属接地板固定连接，其另一表面与金属辐射贴片固定连接；所述金属辐射贴片中部设有微带结构，所述微带结构的一端部与超高频射频识别芯片固定连接。
[0012]进一步地，所述RFID标签传感器采用粘接的方式安置于被测管道上，其磁敏贴片天线的长度方向垂直于磁化装置的磁化方向。
[0013]进一步地，所述介质基板采用FR
‑
4材料。
[0014]进一步地，所述磁敏贴片天线的阻抗与超高频射频识别芯片的阻抗共轭。
[0015]本专利技术的有益效果为：
[0016]1)本专利技术提供的磁化装置安置于被测管道上，与被测管道构成完整磁路，对被测管道进行磁化。在此环境下，当被测管道内壁存在腐蚀时，内部腐蚀会引起磁场畸变，进而引起表面磁导率的扰动。贴装于被测管道上的RFID标签传感器通过探测被测管道表面磁导率的扰动，监测管道内壁腐蚀状态，并通过无线信号传输至读写器，进行数据交互。与现有技术相比，本专利技术结构轻巧，成本低，监测精度高；易于安装和拆卸，便于检修；有助于管道内壁腐蚀监测技术的应用，具有较大的工程应用价值。
[0017]2)RFID标签传感器的磁敏贴片天线，在粘贴于被测管道上时，金属接地板充分与管道表面接触，以管道表面作为天线的接地面来监测管道内壁腐蚀引起的磁导率畸变，介质基板另一面的金属辐射贴片，通过微带结构，将磁导率的扰动转换为天线谐振频率的偏移量，谐振频率偏移量RFS随被测管道内壁腐蚀深度的增大而增大，实现管道内壁腐蚀监测。
[0018]3)磁敏贴片天线的阻抗与超高频射频识别芯片的阻抗共轭，以此实现磁敏贴片天线与超高频射频识别芯片的阻抗匹配，使信号传输质量佳。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例提供的一种基于射频识别传感的管道内壁腐蚀监测系统的结构图；
[0020]图2为本专利技术实施例的RFID标签传感器的结构图；
[0021]图3为本专利技术实施例的RFID标签传感器的尺度标注图；
[0022]其中附图标记为：1、磁化装置；2、RFID标签传感器；3、被测管道；4、读写器；11、铁芯；12、第一永磁体；13、第一铁块；14、第二永磁体；15、第二铁块；21、金属接地板；22、介质基板；23、金属辐射贴片；24、超高频射频识别芯片；41、读写器天线。
具体实施方式
[0023]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0024]如图1所示，在本专利技术的一个实施例中，一种基于射频识别传感的管道内壁腐蚀监测系统，包括：磁化装置1、RFID标签传感器2和读写器4。
[0025]磁化装置1安置于被测管道3上，其包括：铁芯11、第一永磁体12、第一铁块13、第二永磁体14和第二铁块15；所述第一铁块13和第二铁块15均放置于被测管道3的外壁上。第一永磁体12位于第一铁块13上方，与第一铁块13固定连接；第二永磁体14位于第二铁块15上方，与第二铁块15固定连接；铁芯11位于第一永磁体12和第二永磁体14的上方，其一端与第
一永磁体12固定连接，另一端与第二永磁体14固定连接。
[0026]RFID标签传感器2采用粘接的方式安置于被测管道3上，与磁化装置1位于同一侧，如图2所示，其包括：超高频射频识别芯片24和磁敏贴片天线。磁敏贴片天线包括：金属接地板21、介质基板22和金属辐射贴片23。介质基板22采用FR
‑
4材料，其一表面与金属接地板21固定连接，其另一表面与金属辐射贴片23固定连接；金属辐射贴片23中部设有微带结构，微带结构的一端部与超高频射频识别芯片24固定连接。磁敏贴片天线的长度方向垂直于磁化装置1的磁化方向，其阻抗与超高频射频识别芯片24的阻抗共轭。
[0027]读写器4通过读写器天线41与RFID标签传感器2无线通信连接。
[0028]本实施例提供的磁化装置1安置于被测管道3上，与被测管道3构成完整磁路，对被测管道3进行磁化。在此环境下，当被测管道3内壁存在腐蚀时，内部腐蚀会引起磁场畸变，进而引起表面磁导率的扰动。贴装于被测管道3上的RFID标签传感器2通过探测被测管道3表面磁导率的扰动，监测管道内壁腐蚀状态，并通过无线信号传输至读本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于射频识别传感的管道内壁腐蚀监测系统，其特征在于，包括：磁化装置(1)、RFID标签传感器(2)和读写器(4)；所述磁化装置(1)安置于被测管道(3)上，其包括：铁芯(11)、第一永磁体(12)、第一铁块(13)、第二永磁体(14)和第二铁块(15)；所述第一铁块(13)和第二铁块(15)均放置于被测管道(3)的外壁上；所述第一永磁体(12)位于第一铁块(13)上方，与第一铁块(13)固定连接；所述第二永磁体(14)位于第二铁块(15)上方，与第二铁块(15)固定连接；所述铁芯(11)位于第一永磁体(12)和第二永磁体(14)的上方，其一端与第一永磁体(12)固定连接，另一端与第二永磁体(14)固定连接；所述RFID标签传感器(2)安置于被测管道(3)上，与磁化装置(1)位于同一侧；所述读写器(4)通过读写器天线(41)与RFID标签传感器(2)无线通信连接。2.根据权利要求1所述的基于射频识别传感的管道内壁腐蚀监测系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍剑波，张目超，兰雅雯，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：