一种用于输送管道系统结构健康监测的自感知法兰垫片技术方案

本发明专利技术公开了一种用于输送管道系统结构健康监测的自感知法兰垫片，法兰垫片由功能组件与信号传输电路组件构成，其中功能组件呈三层同心圆环接触结构，包括密封内环层、泄漏检测中间环层和密封强化外环层，用于实现法兰垫片的密封与状态监测功能；信号传输电路组件包含内环边缘电极层与中间环平面叉指电极层，用于实现法兰垫片电学信号的采集与传输。所有组件采用柔弹性PDMS作为基底材料，保证法兰垫片的弹性形变密封能力，同时各层间利用PDMS的自粘附特性完成无缝组装。本发明专利技术通过多功能层模块化设计，利用不同物理参量引起的多维电学信号变化实现针对紧固压力、泄漏成分的同时检测，使其能够满足输送管道系统状态监测的工程需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输送管道系统结构健康监测领域，具体涉及一种用于输送管道系统结构健康监测的自感知法兰垫片。

技术介绍

1、管道系统在油气能源供应、给排水网络部署、燃气及热力系统构筑等方面发挥着重要作用。然而，由于管道建设时间跨度大、覆盖面积广，管道系统运行压力巨大，加上管道内部输送介质的腐蚀作用以及外部环境扰动等因素，管道的结构健康问题频繁发生。管道系统的结构健康问题除会导致输送介质泄漏外，还可能伴随火灾、爆炸、中毒等严重事故的发生。

2、目前现有的管道结构健康检测方法较为多样，有针对泄漏问题的人工听漏法，但该方法严重依赖检漏工人的经验积累，且易受环境噪声干扰，往往在被检测到时就已经成为较大泄漏事故。另外还有诸如探地雷达、超声探测、振动检测、视觉机器人等方法，但在具体检测过程中存在三点较大的局限性：1)部分方法只能针对输送管道已经发生泄漏、堵塞、变形等较大的结构问题，覆盖面不足，依然会带来较大社会经济损失；2)部分方法在检测时需要深入管道内部，无法在管道运行的情况下进行检测，会给管道系统正常运行带来不便，检测成本较高；3)部分方法不具备长时间在线监本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于输送管道系统结构健康监测的自感知法兰垫片，其特征在于，包括同心设置的三个圆环形的组件，所述三个组件由内至外分别为内环层(1)、中间环层(2)和密封强化外环层(3)；

2.根据权利要求1所述的用于输送管道系统结构健康监测的自感知法兰垫片，其特征在于，所述密封内环层(1-1)与密封强化外环层(3)由导电复合材料CB/PDMS制备而成；所述泄漏检测中间环层(2-1)由PDMS多孔泡沫结构组成，所述PDMS多孔泡沫结构上涂覆对所述输送管道的运输介质敏感的纳米薄膜材料；所述内环边缘电极层(1-2)使用PDMS作为柔性衬底，并在表面贴附若干作为接触电极的铜箔胶带；所述中间环平...

【技术特征摘要】

1.一种用于输送管道系统结构健康监测的自感知法兰垫片，其特征在于，包括同心设置的三个圆环形的组件，所述三个组件由内至外分别为内环层(1)、中间环层(2)和密封强化外环层(3)；

2.根据权利要求1所述的用于输送管道系统结构健康监测的自感知法兰垫片，其特征在于，所述密封内环层(1-1)与密封强化外环层(3)由导电复合材料cb/pdms制备而成；所述泄漏检测中间环层(2-1)由pdms多孔泡沫结构组成，所述pdms多孔泡沫结构上涂覆对所述输送管道的运输介质敏感的纳米薄膜材料；所述内环边缘电极层(1-2)使用pdms作为柔性衬底，并在表面贴附若干作为接触电极的铜箔胶带；所述中间环平面叉指电极层(2-2)以pdms作为柔性衬底，所述柔性衬底上具有平面叉指型微流道结构，通过将cb/pdms填充在平面叉指型微流道结构内形成叉指电极；

3.根据权利要求1所述的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹云琦，张逸诚，池豪镇，朱梓荧，范舒羽，黄平捷，张光新，侯迪波，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：