[发明专利]管道超声导波腐蚀监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种管道超声导波腐蚀监测装置及方法。包括超声导波换能器、限流模块、法拉电容组、充电模块、触发模块、同步信号接收和超声导波收发模块，超声导波换能器采集超声导波回波信号分为基准信号和采样信号，然后依次进行DAC曲线校正、提取信号极大值、三次样条曲线拟合、计算样条曲线系数和提取包络信号后，将基准信号和采样信号进行包络减法计算，再进行差值幂运算，进而通过定量分析和趋势分析获得监测数据。本发明实现了能提供恒定可控偏置磁场的装置，通过对管道腐蚀监测数据的分析运算，得到管道腐蚀信号的定量数据及腐蚀情况，其管道腐蚀监测高效而准确。

技术领域

本发明涉及一种监测装置及方法，尤其涉及了一种管道超声导波腐蚀监测装置及方法。

背景技术

管道是民用及工业领域利用非常广泛的介质输送载体，管道的安全可靠运行也是各行业各部门的工作重点。尤其是在近些年经常报道有管道泄漏造成重大经济财产损失，甚至威胁到生命安全，因此对管道的运行状况进行实时的监测反馈具有重大意义。

超声导波是一种超声波，频率更低，传播距离更远，所以检测效率高。一个超声导波换能器可以检测几十上百米的区域，大大提高了检测覆盖率。随着超声导波理论的逐渐成熟，已经可以利用超声导波对管道进行定期检测。但是超声导波信号复杂，常规的定期检测数据量太小，需要非常丰富的经验对信号进行分析，得到的检测数据也不能实时反映管道的腐蚀趋势。常规的一些监测手段，由于监测区域小，很难覆盖大范围的管道，及其容易漏检。

发明内容

本发明针对现有管道腐蚀监测方法的不足，提出了一种管道超声导波腐蚀监测装置及方法，可对管道进行实时监测，得到管道腐蚀信号的定量数据，及腐蚀情况的历史数据及发展趋势数据。

本发明采用的技术方案是：

一、一种管道超声导波腐蚀监测装置：

包括永久安装在被监测管道上的超声导波换能器；

包括超声导波换能器相连的限流模块，限流模块对导通电流进行控制；

包括与限流模块相连的法拉电容组，法拉电容组将瞬时大电流传输到超声导波换能器中使其产生一个矩形脉冲磁场；

包括与法拉电容组输入端相连的触发模块，触发模块控制法拉电容组导通及断开；

包括与法拉电容组输入端相连的充电模块，充电模块为法拉电容组进行快速充电直到电容饱和；

包括与触发模块相连的同步信号接收，同步信号接收通过延时启动触发模块；

包括分别与同步信号接收和超声导波换能器相连的超声导波收发模块，超声导波收发模块发射激励信号给同步信号接收，超声导波收发模块提供动态电流并发射超声导波驱动信号给超声导波换能器，同时接收超声导波换能器的回波信号；

所述的超声导波收发模块连接到电脑。

所述超声导波换能器包含有用于产生矩形脉冲磁场的线圈，线圈的瞬时通电电流为100A。

所述的超声导波换能器采用磁致伸缩超声导波换能器。

所述法拉电容组的耐压为100V，在100A电流放电，放电时间为30ms时的电压下降小于5％。

二、一种管道超声导波腐蚀监测方法：

1)利用超声导波换能器在被监测管道上进行超声导波的实时激励与接收，将第一次激励产生的超声导波回波信号作为基准信号，将第一次激励后激励产生的超声导波回波信号作为采样信号；

2)超声导波收发模块接收基准信号和采样信号，将基准信号和采样信号均先进行DAC曲线校正获得距离波幅曲线作为衰减特性，再将基准信号和采样信号依次进行提取信号极大值、三次样条曲线拟合、计算样条曲线系数和提取包络信号，输出基准信号和采样信号的包络信号；