【技术实现步骤摘要】
本申请涉及测量，尤其涉及管道壁厚测量。
技术介绍
1、管道壁厚的精确测量在管道工程中具有重要意义。管道作为实验过程中的重要组成部分，其壁厚的精确测量对管道的安全运行和使用至关重要。比如在输送高粘度液体或需要保持一定温度的流体时，管道可以作为加热介质，通过加热管道来加热流体。在某些工艺中，需要对管道进行预热，以确保流体在管道中的稳定流动或避免流体在管道中结冰。尤其是在一些高精度的实验中，管道壁厚的准确程度会影响实验的准确性。同时精确测量管道壁厚可以评估管道的剩余寿命。管道在使用过程中会受到腐蚀、磨损、应力等因素的影响，导致壁厚的减小。通过精确测量管道壁厚，可以及时评估管道的剩余寿命。
2、目前存在的管道壁厚测量方法主要有光学测量法，这种方法适用于非接触式测量，不会对管道造成损伤，但对于非平整表面的管道，测量精度较低；x射线测厚法，可以穿透多种材料，适用范围广，但需要辐射源和辐射探测器，存在辐射安全隐患，操作要求严格，还有对操作人员的专业要求高，设备投资和使用成本高。
技术实现思路
1、本专利技术目的是为了解决现有管道壁厚的测量技术精准低且不安全的问题，提供了一种管道壁厚测量方法、设备和存储介质。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术一方面，提供一种管道壁厚测量方法，所述方法包括：
3、步骤1：对热电偶进行修正计算，获取热电偶温度修正值；
4、步骤2：由所述热电偶温度修正值，获取管道内壁面的温度值；
5、步骤3：
6、步骤4：根据所述对应于热电偶测点位置处的管外径，进行管道壁厚的计算，通过使用热电偶温度值和修正值可以得到各个测点处的管壁厚。
7、进一步地，步骤1具体为对同一截面上多个热电偶进行修正，获取管道外壁面温度的修正值。
8、进一步地，步骤1，具体包括：
9、步骤1.1：根据四个热电偶沿着管子截面均匀分布，对于单个热电偶的有效热功率qi是：
10、
11、其中，u是电源提供给管道两端的电压；i是电源提供给管道两端的电流，qi是单个热电偶的有效热功率，i＝1、2、3和4，分别对应4个热电偶测点；l是管道之间的长度；qs是热损失；δl是沿管道方向相邻两个热电偶之间的距离；
12、步骤1.2：根据牛顿冷却公式获取单个热电偶处的对流换热系数，公式为：
13、
14、式中，hi是测点i位置处的对流换热系数；tf是流体温度；tw是测点处的温度；
15、步骤1.3：对于固定截面的有效热功率总和是：
16、
17、式中，是管道截面多个测点的平均温度，n是管道截面测点的数目；
18、步骤1.4：求出管道外壁面温度的修正值：
19、
20、进一步地，步骤2具体包括：
21、建立物理模型，具体包括：
22、假设加热管受电加热，热量均匀地加到加热管管壁上；加热管内壁面与流体进行对流换热，外壁面与周围空气进行对流及辐射换热；
23、基于所述物理模型，利用三维导热微分方程推导计算管道内壁面的温度值。
24、进一步地，步骤2，具体包括：
25、步骤2.1：所述三维导热微分方程具体为：
26、
27、式中，是内热源，代表单位时间内单位体积中产生或者消耗的热能，产生取正号，消耗为负号；ρ是密度；c是比热容；λ为管道的导热系数；t是温度，r是圆柱坐标系下位矢的模长，φ是圆柱坐标系下该点的位矢在x-y平面上的投影与x轴的夹角，z是圆柱坐标系下z方向；
28、步骤2.2：步骤2.1中的所述内热源的定义为：
29、
30、式中，rin和rout分别是加热管管道半径和加热管外壁半径；q是电加热的有效热功率，l是管道的长度；
31、步骤2.3：假设流体的轴向导热相比于径向导热所占的比例忽略不计，且流体沿径向不同角度的导热均匀，则t与z、无关，当系统处于平衡状态时有：
32、
33、两边同乘r，做两次积分，得到：
34、
35、其中，c1是第一个未知系数，c2是第二个未知系数；
36、步骤2.4：在某一局部长度δl上，有边界条件：
37、
38、
39、当r＝rin时，式(8)化简为：
40、
41、式中，tn表示管道内壁面的温度值。
42、进一步地，步骤3，具体包括：
43、对于每个热电偶，tn根据式(11)得到，twi是热电偶测点处温度的实验测量值，rin是已知的，对应于热电偶测点位置处的管外径的计算公式为：
44、
45、式中，routi为对应于热电偶测点位置处的管外径。
46、进一步地，步骤4中所述管壁厚ti的计算公式为：
47、ti＝routi-rin (13)。
48、第二方面，本专利技术提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时执行如上文所述的一种管道壁厚测量方法的步骤。
49、第三方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有多条计算机指令，所述多条计算机指令用于使计算机执行如上文所述的一种管道壁厚测量方法。
50、第四方面，本专利技术提供一种电子设备，包括：
51、至少一个处理器；以及，
52、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
53、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上文所述的一种管道壁厚测量方法。
54、本专利技术的有益效果：
55、本专利技术提出的一种管道壁厚的测量方法在确定热电偶温度修正值之后，可基于此温度修正值利用简化的三维导热微分方程推导计算内壁温，最后进行管道壁厚测量，可以实现精准并安全测量各个位置处的壁厚。
56、本专利技术适用于管道壁厚测量。
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1.一种管道壁厚测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种管道壁厚测量方法，其特征在于，步骤1具体为对同一截面上多个热电偶进行修正，获取管道外壁面温度的修正值。
3.根据权利要求2所述的一种管道壁厚测量方法，其特征在于，步骤1，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种管道壁厚测量方法，其特征在于，步骤2具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种管道壁厚测量方法，其特征在于，步骤2，具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种管道壁厚测量方法，其特征在于，步骤3，具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种管道壁厚测量方法，其特征在于，步骤4中所述管壁厚ti的计算公式为：
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时执行权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有多条计算机指令，所述多条计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种管道壁厚测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种管道壁厚测量方法，其特征在于，步骤1具体为对同一截面上多个热电偶进行修正，获取管道外壁面温度的修正值。
3.根据权利要求2所述的一种管道壁厚测量方法，其特征在于，步骤1，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种管道壁厚测量方法，其特征在于，步骤2具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种管道壁厚测量方法，其特征在于，步骤2，具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种管道壁厚测量方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇，王振华，魏兴国，徐帅，王静贻，秦江，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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