振动管道诊断系统和方法技术方案

提供了一种振动管道诊断系统（１００）。所述系统（１００）包含至少一个适于固定到管道的振动发生器（１０４），至少一个适于固定到管道的振动传感器（１０７），以及与所述至少一个振动发生器（１０４）和所述至少一个振动传感器（１０７）通信的处理装置（１１１）。所述处理装置（１１１）被配置为使用所述至少一个振动发生器（１０４）来振动管道的一部分，从所述至少一个振动传感器（１０７）接收对所述振动的振动响应，将所述振动响应与管道的一个或多个之前的振动响应进行比较，如果所述振动响应与所述一个或多个之前的振动响应相差大于预定容限，则指示故障状况。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及管道诊断系统和方法，更具体地，涉及振动管道诊断系 统和方法，
技术介绍
管道被用于运输许多类型的气体和液体.不论是掩埋的管道还是地 面上的管道都可以将这类材料运输数百或者甚至数千公里.石油管道和 天然气管道只是经由管道的广泛网络被运输的材料的两个示例.管道被设计为使用许多年.然而，这些管道不能永久存留.如果所 运输的材料是至少部分有腐蚀性的，则管道壁可以随着时间逐渐受到腐 蚀.这能够导致削弱管道并最终导致管道破裂.另外，如果所运输的材 料包括固体颗粒，诸如沙或其它地质颗粒，则流动的材料可以侵蚀管道 壁.该侵蚀过程也可以使管道壁变薄或变弱.对管道的其它损害也是有可能的.例如，附近运行的机器可能冲击 并损害管道.如果管道壁的一部分受到冲击而变形，则管道的结构完整 性将受到影响.另外所存在的可能性是，管道壁的固有缺陷可能由于管 道的使用而最终变得明显，诸如如果将管道加压到可观的压力级.存在许多可用于检验管道状况的现有技术诊断装置和方法，可以从 外面目视检查管道.然而，该现有技术方法非常耗时、乏味以及昂责. 另外，这样的检查可能不能够找到管道内部的缺陷、诸如腐蚀和侵蚀， 或者至少直到问题变得足够严重到导致泄漏时才能够找到管道内部的 缺陷.一种现有技术检查装置被称为pig. pig是通过一段管道的电子检 查装置.pig可以执行对管道内部的电子扫描，并且可以通过有线或无 线电信号将信号或数据中继给外部站.然而，现有技术pig也具有缺点. 在某些情况下的现有技术pig需要关闭材料流，从而pig在空管道中经 过.可替换地，可以与具有材料流的管道一起应用pig，其中由材料流 将Pig栽过管道.然而，可能为插入过程和取出过程而需要某种流中止。结果是，现有技术pig需要笨重的和耗时的插入和取出步骤，另 一现有技术诊断装置在颁发给Lander的美国专利公开 2005/0279169中示出.Lander包括在内部附接到管道的振动传感器阵 列，并且公开了管道中的泄漏将导致产生特征振动。Lander公开了，可 以通过检测这些特征振动来检测泄漏.该现有技术方法的缺点是，该系 统完全是被动的(passive)并且不能生成振动.另外，Lander的系统 不能检测正在发展的管道弱化，并且不能检测管道中的未来缺陷或问 题.Lander的系统不能检测或确定问趙，直到泄漏发展.Lander的系 统使得管道不能被维修以防止管道中的缺陷或变薄发展成严重泄漏.仍存在对诊断系统和方法的需要来检测由腐蚀、侵蚀和其它物理冲 击导致的结构退化以防止泄漏、避免环境冲击和冲击成本，以及将维修 费用和停工时间最小化.
技术实现思路
根据本专利技术的实施例提供了一种振动管道诊断系统.振动管道诊断 系统包含至少一个适于回定到管道的振动发生器，至少一个适于固定到管道 的振动传感器，以及与该至少一个振动发生器和该至少一个振动传感器通信 的处理装置。该处理装置被配置为使用该至少一个振动发生器来振动管道的 一部分，从该至少一个振动传感器接收对该振动的振动响应，将该振动响应 与管道的一个或多个之前的振动响应进行比较.该处理装置被进一步配置为 如果该振动响应与该一个或多个之前的振动响应相差大于预定容限 (tolerance)则指示故陣状况。根据本专利技术的实施例提供了一种用于管道的振动诊断方法.该方法包含 振动管道的一部分，接收对该振动的振动响应，将该振动响应与管道的一个 或多个之前的振动响应进行比较，以及如果该振动响应与该一个或多个之前 的振动响应相差大于预定容限，则指示故障状况。根据本专利技术的实施例提供了一种用于管道的振动诊断方法.该方法包含 振动管道的一部分，接收对该振动的振动响应，以及根据该振动响应来确定 管道的一部分的谐振频率.该方法进一步包含将该谐振频率与管道的一个或 多个之前的谐振频率进行比较，并且如果该谐振频率与该一个或多个之前的 谐振频率相差大于预定的频率容限，則指示故陣状况.在该系统的一个方面中，该故陣状况与管道的一部分的壁厚的变化有关.在该系统的另一方面中，该故障状况与管道的一部分的壁结构完整性的 变化有关，在该系统的又一方面中，该处理装置被配置为存储该振动响应，在该系统的又一方面中，该处理装置被配置为传榆该振动响应.在该系统的又一方面中，该至少一个振动发生器和该至少一个振动传感 器适于可移除地闳定到管道.在该系统的又一方面中，该处理装置被进一步配置为根据该振动响应来 确定管道的一部分的谐振頻率，将该谐振频率与管道的一个或多个之前的谐 振频率进行比较，并且如果该谐振频率与该一个或多个之前的谐振频率的差 超过预定的频率容限，则指示故陣状况.在该系统的又一方面中，该系统被配置为以预定的时间间隔重复该振 动、接收和比较。在该方法的一方面中，该方法进一步包括以预定的时间间隔重复该振动、 接收和比较.在该方法的另一方面中，该故障状况与管道的一部分的壁厚的变化有关。 在该方法的又一方面中，该故陣状况与管道的一部分的壁结构完整性的 变化有关。在该方法的又一方面中，该方法进一步包括存储该振动响应。 在该方法的又一方面中，该方法进一步包括传餘法振动响应， 在该方法的又一方面中，分析包括根据振动响应来确定管道的一部分的 谐振频率，将该谐振频率与管道的一个或多个之前的谐振频率进行比较，以 及如果该谐振频率与该一个或多个之前的谐振频率相差大于预定的频率容 限，则指示故陣状况。在该方法的又一方面中，该方法进一步包括存储该谐振频率. 在该方法的又一方面中，该方法进一步包括传输该谐振频率.附图说明图l示出了根据本专利技术实施例的振动管道诊断系统.图2是在管道中振幅(A)随频率(f )变化的图，该示了用于确定管道的谐振频率的一种方法.图3是根据本专利技术实施例的用于管道的振动诊断方法的流程困. 图4是根据本专利技术实施例的用于管道的振动诊断方法的流程图.具体实施例方式图1-4和下述说明描述了特定示例以教导本领域中的技术人员如何 利用并使用本专利技术的最佳模式.出于教导专利技术原理的目的，将某些常规 方面简化或省略.本领域的技术人员将意识到根据这些落入本专利技术范围 的示例的变型方案.本领域的技术人员将意识到，可以用各种方式来组 合下述特征以形成本专利技术的多个变型方案.结果是，本专利技术不限于下述特定示例，而只受到权利要求书及其等同物的限制.图1示出了根据本专利技术实施例的振动管道诊断系统100.振动管道 诊断系统100包括至少一个振动发生器104、至少一个振动传感器107 和处理装置111.处瑾装置111与振动发生器104和振动传感器107通 信.可以通过任何电线、电缆等的方式将处理装置111与振动发生器104 和振动传感器107耦合，如图中所示.可替换地，可以通过任何无线连 接方式(未示出)将处理装置111与振动发生器104和振动传感器107^^^^ 振动发生器104和振动传感器107被固定到管道102.管道102可 以包含管的一部分或一段.管道102可以是任何直径、长度或形状的管 道.振动发生器104可以与振动传感器107在空间上分开，诸如分开距 离D.可替换地，在另一实施例(未示出)中，振动发生器104和振动 传感器107可以靠近地放置，或者甚至可以构成固定在管道102上的单个位置的单一组件.在某些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动管道诊断系统（１００），其特征在于：　至少一个适于固定到管道的振动发生器（１０４）；　至少一个适于固定到所述管道的振动传感器（１０７）；以及　与所述至少一个振动发生器（１０４）和所述至少一个振动传感器（１０７）通信 的处理装置（１１１），其中所述处理装置（１１１）被配置为使用所述至少一个振动发生器（１０４）来振动所述管道的一部分，从所述至少一个振动传感器（１０７）接收对所述振动的振动响应，将所述振动响应与所述管道的一个或多个之前的振动响应进行比较，并且如果所述振动响应与所述一个或多个之前的振动响应相差大于预定容限，则指示故障状况。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：JD马丁，
申请(专利权)人：微动公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]