长管道内部等离子体密度实时监测系统及其应用方法技术方案

长管道内部等离子体密度实时监测系统及其应用方法，本发明专利技术为了解决现有长管道内部镀膜时等离子体密度难以检测的问题。本发明专利技术长管道内部等离子体密度实时监测系统中在减震平台的台面左右两侧设置有支座，导轨上滑动连接有三个移动架，三个移动架上分别设置有长焦距透镜、短焦距透镜和光谱探头，导轨上固定连接有固定支架，可伸缩暗室设置在固定支架上，长焦距透镜、短焦距透镜和探头位于可伸缩暗室内部，可伸缩暗室的敞口端与镀膜管道对接，可伸缩暗室的另一端封闭，探头通过连接线与光谱分析仪相连。本发明专利技术能适合长度较长的管道内放电等离子体监测，实时的自动监控管道内任意位置等离子体密度，并绘制出管道内等离子体光谱强度的分布。度的分布。度的分布。

【技术实现步骤摘要】
长管道内部等离子体密度实时监测系统及其应用方法


[0001]本专利技术属于管道内部镀膜领域，具体涉及一种长管道内部等离子体密度实时监测系统及其应用方法。

技术介绍

[0002]金属管道广泛应用于工业传输系统中，例如，石油化工工业、海洋工程，供水、污水处理等工业领域。但由于管道内长期输运具有腐蚀性和磨损行的物质，对管道内壁的腐蚀和磨损较大，导致生产制造的成本增加，并且可能造成生产事故。为了解决这个问题，现有一般采用电镀，喷镀，涂漆与聚合物，等离子体涂层技术对管道内壁进行表面涂层沉积。其中，由于DLC(类金刚石)涂层具有高硬度、低摩擦力、电绝缘、化学惰性、生物兼容性、低摩擦系数和耐磨性的独特性能。DLC涂层作为保护屏障，能够保护管道免受腐蚀性介质的冲击。所以采用射频电源和脉冲电源等方法结合等离子体涂层技术在管道内壁沉积DLC膜层得到了广泛的应用。
[0003]目前采用等离子体技术在管道内壁进行镀膜，还面临着很多问题，例如，现在研究主要制备的是短管道(20cm
‑
100cm)，短管道内壁镀膜的均匀性和等离子体密度检测可以应用朗缪尔探针诊断测量，但是探针进入管道后就会对管道内部膜层沉积造成不良善的影响。当管道长度较长时(大于2m)，探针无法伸入测量，管道内部镀膜时等离子体密度就无法实时检测，造成工艺人员无法控制管道内镀膜的质量。另外，管道内部随着镀膜时间的增长，管内壁导电性能下降，放电不稳定，导致等离子体密度分布不均匀，需要实时监测调控。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有长管道内部镀膜时等离子体密度难以检测的问题，而提供一种长管道内部等离子体密度实时监测系统及其应用方法。
[0005]本专利技术长管道内部等离子体密度实时监测系统包括可伸缩暗室、长焦距透镜、短焦距透镜、光谱分析仪、光谱探头、导轨、固定支架、移动架、支座和减震平台，在减震平台的台面左右两侧设置有支座，导轨固定设置在支座上，导轨上滑动连接有三个移动架，三个移动架上分别设置有长焦距透镜、短焦距透镜和光谱探头，移动架的支杆采用机械升降或者电动升降，导轨上固定连接有固定支架，可伸缩暗室设置在固定支架上，长焦距透镜、短焦距透镜和探头位于可伸缩暗室内部，可伸缩暗室的敞口端与镀膜管道对接，可伸缩暗室的另一端封闭，探头通过连接线与光谱分析仪相连。
[0006]本专利技术应用长管道内部等离子体密度实时监测系统进行等离子体密度检测的方法按照以下步骤实现：
[0007]一、将管道镀膜设备安装在镀膜管道的两端，可伸缩暗室一端固定安装在管道镀膜设备的观察窗一侧，可伸缩暗室另一端设置在固定支架上，可伸缩暗室的外部罩设遮光布；
[0008]二、根据镀膜设备观察窗的水平高度，调整减震平台的台面高度，再调节移动架的
高度，使得长焦距透镜和短焦距透镜的中心与镀膜管道到观察窗保持同轴关系；
[0009]三、在导轨上滑动移动架的位置，使镀膜管道内部的辉光在光谱探头上成像；
[0010]四、通过电动伺服控制系统实时移动减震平台，根据镀膜管道的长度设定引动的距离，使长焦距透镜和短焦距透镜采集镀膜管道中不同位置的光谱；
[0011]五、根据采集得到的光谱通过光谱分析仪的分析，绘制光谱强度曲线图，从而完成长管道内部等离子体密度的检测。
[0012]本专利技术长管道内部等离子体密度实时监测系统与现有装置和技术相比，包括以下优点和突出性的技术效果：
[0013]1、本专利技术采用非接触方式监测管道内放电等离子体密度，不影响管道内镀膜。
[0014]2、本专利技术能适合长度较长的管道内放电等离子体监测，不受管道长度的限制，可随管道长度，组合对应的透镜组。
[0015]3、本专利技术能实时的自动监控管道内任意位置等离子体密度，并绘制出管道内等离子体光谱强度的分布，间接反映管道内等离子体密度的大小。
[0016]4、本专利技术也适合其他设备内等离子体密度的大小的分布监测，不仅局限于管道内部放电等离子体，应用范围较广泛。
附图说明
[0017]图1为本专利技术长管道内部等离子体密度实时监测系统的结构示意图；
[0018]图2为应用实施例一中所测2m长，直径100mm管道内部中间位置光谱图；
[0019]图3为应用实施例一中所测2m长，直径100mm管道内辉光强度分布图；
[0020]图4为应用实施例二中所测5m长，直径100mm管道内辉光强度分布图；
[0021]图5为应用实施例三中所测10m长，直径100mm管道从中间位置到一端的内部光谱强度分布图；
[0022]图6为应用实施例四中所测2m长，直径300mm管道内部中间位置径向光谱强度分布图。
具体实施方式
[0023]具体实施方式一：本实施方式长管道内部等离子体密度实时监测系统包括可伸缩暗室1、长焦距透镜2、短焦距透镜3、光谱分析仪4、光谱探头4
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1、导轨5、固定支架6、移动架7、支座8和减震平台9，在减震平台9的台面左右两侧设置有支座8，导轨5固定设置在支座8上，导轨5上滑动连接有三个移动架7，三个移动架7上分别设置有长焦距透镜2、短焦距透镜3和光谱探头4
‑
1，移动架7的支杆7
‑
1采用机械升降或者电动升降，导轨5上固定连接有固定支架6，可伸缩暗室1设置在固定支架6上，长焦距透镜2、短焦距透镜3和探头4
‑
1位于可伸缩暗室1内部，可伸缩暗室1的敞口端与镀膜管道12对接，可伸缩暗室1的另一端封闭，探头4
‑
1通过连接线与光谱分析仪4相连。
[0024]本实施方式可伸缩暗室1利用伸缩套管结构实现伸缩功能。
[0025]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是导轨5为金属材质。
[0026]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是沿导轨5的轴向设置有标尺。
[0027]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是可伸缩暗室1呈圆筒状。
[0028]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是可伸缩暗室1的外部罩设有遮光布。
[0029]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是镀膜管道12的两端封闭，且与可伸缩暗室1对接的一端设置有观察窗11。
[0030]具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是减震平台9具有电动升降台面。
[0031]具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是镀膜管道12的长度为1～12m。
[0032]具体实施方式九：本实施方式应用长管道内部等离子体密度实时监测系统进行等离子体密度检测的方法按照以下步骤实现：
[0033]一、将管道镀膜设备安装在镀膜管道12的两端，可伸缩暗室1一端固定安装在管道镀膜设备的观察窗11一侧，可伸缩暗室1另一端设置在固定支架6上，可伸缩暗室1的外部罩设遮光布；
[0034]二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.长管道内部等离子体密度实时监测系统，其特征在于该长管道内部等离子体密度实时监测系统包括可伸缩暗室(1)、长焦距透镜(2)、短焦距透镜(3)、光谱分析仪(4)、光谱探头(4
‑
1)、导轨(5)、固定支架(6)、移动架(7)、支座(8)和减震平台(9)，在减震平台(9)的台面左右两侧设置有支座(8)，导轨(5)固定设置在支座(8)上，导轨(5)上滑动连接有三个移动架(7)，三个移动架(7)上分别设置有长焦距透镜(2)、短焦距透镜(3)和光谱探头(4
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1)，移动架(7)的支杆(7
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1)采用机械升降或者电动升降，导轨(5)上固定连接有固定支架(6)，可伸缩暗室(1)设置在固定支架(6)上，长焦距透镜(2)、短焦距透镜(3)和探头(4
‑
1)位于可伸缩暗室(1)内部，可伸缩暗室(1)的敞口端与镀膜管道(12)对接，可伸缩暗室(1)的另一端封闭，探头(4
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1)通过连接线与光谱分析仪(4)相连。2.根据权利要求1所述的长管道内部等离子体密度实时监测系统，其特征在于导轨(5)为金属材质。3.根据权利要求1所述的长管道内部等离子体密度实时监测系统，其特征在于沿导轨(5)的轴向设置有标尺。4.根据权利要求1所述的长管道内部等离子体密度实时监测系统，其特征在于可伸缩暗室(1)呈圆筒状。5.根据权利要求1所述的长管道内部等离子体密度实时监测系统，其特征在于可伸缩暗室(1)的外部罩设有遮光布。6.根据权利要求1所述的长管...

【专利技术属性】
技术研发人员：田修波，靳朋礼，巩春志，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：