【技术实现步骤摘要】
一种超声波检测管道内液体介质压力的方法
[0001]本专利技术涉及光纤传感压力测量
，具体是一种超声波检测管道内液体介质压力的方法。
技术介绍
[0002]随着工业化的发展，管道在我们日常生活中随处可见，供排水管道，消防管道，自来水管道，供热管道，工业生产的特殊管道系统等等，对管道压力的监测需求也越来越多，液压传动技术相对于机械传动，液压传动的状态不易被监测，故障不易被诊断；相对于电传动技术，其状态参量不易被提取。准确监测管道压力，并在异常时发出告警，这是急需解决的问题。液压系统的压力是反映管道系统运行状态的重要参数之一。实施压力检测是保证系统安全运行的必要条件。气体或液体输送管道内部的压力检测是监测管道系统运行状态和进行管道故障诊断的主要方法和手段。现场诊断与解决管道故障时，最困难的一点是获取与管道性能紧密相关的信息，如：加速度、应力、压力等。其中，压力这个参数是最难以获得的。传统的压力检测方法大部分是介入式检测方法，比如机械式、压敏元件式、测压仪表等。必须与被测介质进行接触。这些方法测压点不易变动，且破坏管道结构的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声波检测管道内液体介质压力的方法，其特征在于：包括如下步骤：压力检测系统采用反射式光纤技术将弹性应变膜片直接粘贴附着在被监测外管壁上面；压力检测系统发出脉冲指令，激光半导体光源发出的光耦合到入射光纤，入射光纤将光源的光射向弹性应变膜片的表面，弹性应变膜片通过入射光纤接收激光半导体光源的光束，光经弹性应变膜片表面反射后，光从膜片表面感测管道液体压力引起管道产生反映被测压力的变形量，根据液体介质对金属管壁产生压力，检测管道外径微小变形量，得到位移测量参数，实现位移/光强转换反射到另一根反射光纤中，反射光纤接收后，反射光经过反射光纤耦合，传递给反射光纤末端的接收器，接收器根据采集到的反射光功率，检测出接收到光信号强度，求得被测信号的大小，根据反射光信号强度推算出管壁随弹性模表面与光纤之间距离d求得被测信号大小变化而变化的变形量，再根据管壁的变形量胡克定律，计算出管道内液体压力变化值；完成了管道液体的压力变化计量后，接收器利用弹性应变膜片在压力作用下变形调制反射光功率信号，获得所需要的被测量的信息，将光强信号转换成电信号，再经过运算放大器进行信号放大、检波、滤波，对所测得的模拟信号进行模数A/D转换，转换成单片机可以识别的数字信号，计算出管道液体动态压力值和动态流量，利用入射光纤与反射光纤之间的发射光强度耦合效率和相对位置关系反映被测位移量变化大小，利用动量冲量式和容积式流体振荡原理，确定液体结构的耦合系数，评估流体脉动对管道性能的影响，实现管道内应力值等于管道内压强值非介入式管道液体压力、流量变化的动态测量。2.根据权利要求1所述的一种超声波检测管道内液体介质压力的方法，其特征在于：光源光从入射光纤的A端，传播到入射光纤的B端，光到达弹性应变膜片表面处，经表面反射到反射光纤的C端，经反射光纤的D端被接收器进行接收，再对接收的光信号进行处理，接收器根据管道液体压力引起管道产生变形量，变形量变化影响光纤接收到光功率，根据采集到的反射光功率，推算出管道管壁的变形量，根据管道管壁的变形量，推断出管道内液体压力变化，通过广义胡克定律得到管道内液体应力与应变关系式：且管道内应力值等于管道内压强值，从而完成了管道液体的压力变化计量，式中，E表示导管材料的弹性模量，ε
x
为x方向的线应变，ε
y
为y方向的线应变，ε
z
为z方向的线应变，σ
x
为x方向应力，σ
y
为y方向应力，σ
z
为z方向应力,υ为泊松比。3.根据权利要求2所述的一种超声波检测管道内液体介质压力的方法，其特征在于：当启动压力检测系统时，激光半导体产生的脉冲信号通过入射光纤传输数据，输出主控脉冲至发射单元，反射光纤通过光纤光电转换器进行光电转换，滤波、检波和模数A/D转换送入单片机单元。4.根据权利要求3所述的一种超声波检测管道内液体介质压力的方法，其特征在于：单片机单元主控激光半导体脉冲产生，对接收单元输出的时间信号进行信号检测、数字滤波、
参数预置、声速计算及传输功能，经计算后得到声速，通过并行接口与键盘相连，接收命令及参数通过通讯接口送到数据处理计算机进行处理得到压力值，对于预置参数在显示模块进入显示器上显示。5.根据权利要求4所述的一种超声波检测管道内液体介质压力的方法，其特征在于：针对管道管壁弹性变形及产生应变，会使弹性应变膜片与入射光纤的B端和反射光纤的C端的距离d发生改变，再引起接收到的反射光强度发生变化，接收器根据测出光强度变化和时测量的结果进行运算，推算出改变量，从...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧雷，徐龙，田毅，胡宁，辜亮波，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。