本发明专利技术实施例提供一种管道轴向应变检测装置，管道轴向应变检测装置包括：信号发生器，被配置成产生并发出激励电流；功率放大器，被配置成对激励电流进行放大，输出放大后的激励电流；磁化器，被配置成响应于接收放大后的激励电流产生交变磁场；检测器，被配置成收集处于交变磁场的待检测管道的内管壁表面因巴克豪森噪声引起的动态磁场信号，并将动态磁场信号转变成电压信号；数据采集卡，被配置成将电压信号转化为数字信号；以及处理器，被配置成接收数字信号并对数字信号进行分析，根据分析结果确定管道的轴向应变状态，实现了对管道的全覆盖式检测，避免了开挖管道的过程，对复杂环境中管道的微小变形进行精准的测量，预防管道事故的发生。道事故的发生。道事故的发生。
【技术实现步骤摘要】
管道轴向应变检测装置
[0001]本专利技术涉及管道应变检测
，具体地涉及一种管道轴向应变检测装置。
技术介绍
[0002]近年来，随着我国经济建设的快速发展，科学技术和现代工业的进步，国内的工业化水平逐渐提高，油气管道建设也在不断扩大，伴随着油气管道建设里程的增加，其存在的安全隐患也在不断提高。由于管道输送的具有一定压力的易燃、易爆或具有腐蚀性等特点的气态或液态介质，一旦管道中存在裂纹、腐蚀等缺陷，其发生泄漏或爆炸的概率将会大大提高，甚至可能引发灾难性事故，对人民的生命及财产造成危害。由于长输油气管道的特性，管道往往经过一些地质条件不稳定区域或自然灾害区，如地震区、冻土区、流沙区等，这些区域常常发生沉降、滑坡、断层蠕变、地震地面位移、冻胀及融沉等灾害，这些灾害，使得管道形成应力集中，管线钢在这种长期载荷作用下，会产生应力腐蚀并最终可将导致材料宏观缺陷，对管线整体造成严重后果，所以在管道运行过程中，要通过管道的轴向应变，以获取准确的管道变形以及轴向应力检测，使用无损检测对管道进行质量鉴定和寿命评估，可以直接有效的发现这些类型的安全隐患，防止重大事故的发生。
[0003]长距离油气管道位移及应变检测，传统的方式是通过对地质信息进行调查，确定地震易发区域，在经过这些区域的管道上安装应变片或位移监测装置，用以监测管道的位移和应变。但是，这种方式需要开挖管道，并且只能监测管道的局部区域，局限性太大。近年来发展起来的一项新兴的光纤光栅传感技术，与传统电类传感技术相比，抗腐蚀、重量轻、灵活方便等特性，但由于光纤光栅比较脆弱，在恶劣工作环境中非常容易破坏，只能应用于工作环境较好或是待测结构要求精小的情况。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种管道轴向应变检测装置，该管道轴向应变检测装置，结构组成简单，能对管道的轴向应变情况进行高效检测。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种管道轴向应变检测装置，包括：
[0006]至少一个应变检测传感设备，包括：
[0007]信号发生器，被配置成产生并发出激励电流；
[0008]功率放大器，被配置成对激励电流进行放大，输出放大后的激励电流；
[0009]磁化器，被配置成响应于接收放大后的激励电流产生交变磁场；
[0010]检测器，被配置成收集处于交变磁场的待检测管道的内管壁表面因巴克豪森噪声引起的动态磁场信号，并将动态磁场信号转变成电压信号；
[0011]数据采集卡，被配置成将电压信号转化为数字信号；以及
[0012]处理器，被配置成接收数字信号并对数字信号进行分析，根据分析结果确定管道的轴向应变状态。
[0013]在本专利技术实施例中，管道轴向应变检测装置还包括用于对至少一个应变检测传感
设备进行定位的定位设备，处理器和定位设备集成为一体或设置在定位设备内。
[0014]在本专利技术实施例中，至少一个应变检测传感设备围绕定位设备周向间隔分布，并通过弹性件与定位设备连接；
[0015]定位设备用于可移动地设置在管道的内部，至少一个应变检测传感设备用于紧贴在管道的内管壁。
[0016]在本专利技术实施例中，弹性件的内部设有连接应变检测传感设备和处理器的通信导线。
[0017]在本专利技术实施例中，应变检测传感设备还包括：
[0018]信号放大器，被配置成接收电压信号并对电压信号进行放大，以产生放大后的电压信号；
[0019]数据采集卡，进一步被配置成：将放大后的电压信号转化为数字信号。
[0020]在本专利技术实施例中，处理器被配置成接收数字信号并对数字信号进行分析，根据分析结果确定管道的轴向应变状态包括：
[0021]处理器，进一步被配置成：
[0022]对数字信号进行突变检测分析，根据突变检测分析结果确定管道的轴向应变状态。
[0023]在本专利技术实施例中，处理器被配置成对数字信号进行突变检测分析，根据突变检测分析结果确定管道的轴向应变状态包括：处理器进一步被配置成：
[0024]判断数字信号的变化率是否超出预设变化率；
[0025]在数字信号的变化率超出预设变化率的情况下，对数字信号进行幅值检测，并根据幅值检测结果确定管道发生轴向应变。
[0026]在本专利技术实施例中，处理器被配置成对数字信号进行幅值检测，并根据幅值检测结果确定管道发生轴向应变包括：处理器进一步被配置成：
[0027]判断变化率超出预设变化率的数字信号的幅值是否超出预设幅值范围；
[0028]在变化率超出预设变化率的数字信号的幅值超出预设幅值范围的情况下，确定管道发生轴向应变。
[0029]在本专利技术实施例中，磁化器包括：
[0030]激励线圈，被配置成接收激励电流产生交变磁场；
[0031]第一磁芯，被配置成对交变磁场进行增强，以产生增强后的交变磁场；
[0032]检测器，进一步被配置成：
[0033]收集处于增强后的交变磁场的待检测管道的内管壁表面因巴克豪森噪声引起的动态磁场信号，并将动态磁场信号转变成电压信号。
[0034]在本专利技术实施例中，检测器包括第二磁芯和检测线圈，巴克豪森噪声的频率处于第二磁芯的磁场变化频率范围内，巴克豪森噪声的频率处于检测线圈的频率响应范围内。
[0035]通过上述技术方案，管道轴向应变检测装置包括信号发生器、功率放大器、磁化器、检测器、数据采集卡和处理器，信号发生器、功率放大器和磁化器依次作用产生了交变磁场，处于交变磁场中的管道内管壁产生巴克豪森噪声，并因巴克豪森噪声引起动态磁场信号，检测器收集动态磁场信号后将其转换电压信号，数据采集卡将电压信号转化为数字信号并将数字信号发送给处理器进行分析，处理器之后根据分析结果确定管道的轴向应变
状态，该管道轴向应变检测装置在管道内运行，从而实现对管道的全覆盖式检测，避免了开挖管道的过程，对复杂环境中管道的微小变形进行精准的测量，预防管道事故的发生。
[0036]本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0037]附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：
[0038]图1是本专利技术实施例中管道轴向应变检测装置的组成示意图；
[0039]图2是本专利技术实施例中管道轴向应变检测装置的使用示意图；
[0040]图3是本专利技术实施例中管道轴向应变检测装置测试结果第一示意图；
[0041]图4是本专利技术实施例中管道轴向应变检测装置测试结果第二示意图
[0042]图5是本专利技术实施例中管道轴向应变检测装置测试结果第三示意图
[0043]图6是本专利技术实施例中管道轴向应变检测装置测试结果第四示意图。
[0044]附图标记说明
[0045]1‑
管道1；2
‑
应本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种管道轴向应变检测装置，其特征在于，包括：至少一个应变检测传感设备，包括：信号发生器，被配置成产生并发出激励电流；功率放大器，被配置成对所述激励电流进行放大，输出放大后的激励电流；磁化器，被配置成响应于接收所述放大后的激励电流产生交变磁场；检测器，被配置成收集处于所述交变磁场的待检测管道的内管壁表面因巴克豪森噪声引起的动态磁场信号，并将所述动态磁场信号转变成电压信号；数据采集卡，被配置成将所述电压信号转化为数字信号；以及处理器，被配置成接收所述数字信号，并对所述数字信号进行分析，根据分析结果确定所述管道的轴向应变状态。2.根据权利要求1所述的管道轴向应变检测装置，其特征在于，所述管道轴向应变检测装置还包括用于对所述至少一个应变检测传感设备进行定位的定位设备，所述处理器和所述定位设备集成为一体或设置在所述定位设备内。3.根据权利要求2所述的管道轴向应变检测装置，其特征在于，至少一个所述应变检测传感设备围绕所述定位设备周向间隔分布，并通过弹性件与所述定位设备连接；所述定位设备用于可移动地设置在所述管道的内部，所述至少一个所述应变检测传感设备用于紧贴在所述管道的内管壁。4.根据权利要求3所述的管道轴向应变检测装置，其特征在于，所述弹性件的内部设有连接所述应变检测传感设备和所述处理器的通信导线。5.根据权利要求1所述的管道轴向应变检测装置，其特征在于，所述应变检测传感设备还包括：信号放大器，被配置成接收所述电压信号并对所述电压信号进行放大，以产生放大后的电压信号；所述数据采集卡，进一步被配置成：将所述放大后的电压信号转化为所述数字信号。6.根据权利要求1所述的管道轴向应变检测装置，其特征在于，所述处理器被配置成接收所述数字信号并对所述数字...
【专利技术属性】
技术研发人员：富宽，李睿，贾光明，陈朋超，郑建峰，马江涛，燕冰川，邱红辉，雷铮强，兰浩，任重，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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