[发明专利]一种基于频域的液体输送管道泄漏和污堵检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及流体输送管道检测领域，特别是涉及一种对液体输送管道在使用过程中会因为腐蚀、污堵、制造缺陷、机械损坏、恶劣天气以及自然灾害等原因而产生泄漏及污堵损坏等缺陷进行内检测的方法。

背景技术

管道运输是继铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输的五大运输方式之一，成为原油、成品油、燃气、蒸气和工业用危险介质的最主要运输方式。液体输送管道是石油化工中原油、成品油和工业用危险液体介质的最主要运输方式。在流体传动系统中，管道是传输流体动力必不可少的元件。液体输送管道在使用过程中会因为腐蚀、污堵、制造缺陷、机械损坏、恶劣天气以及自然灾害等原因而被损坏。在临床医学诊断中，如冠状动脉硬化和冠心病其血管会发生变化，及时对血管特性变化进行检测具有重要的医学诊断价值。液体输送管道损坏所造成的泄漏已经成为重大环境安全和安全生产的危险源。管体污堵及腐蚀监测、泄漏监测技术是管道完整性管理流程中六大核心技术之一。所以，及时对液体输送管道的损坏(如泄漏、腐蚀和污堵等情况)进行检测和泄漏点的定位，防止泄漏和污堵情况事故的进一步扩大，具有重要的经济意义和社会效益。

液体输送管道内检测是维护管道安全运行的重要手段之一，目前液体输送管道内检测方法主要有机械内检测，光学成像内检测，漏磁内检测，涡流内检测，超声内检测，电磁超声内检测以及声发射技术内检测等。虽然存在众多的液体输送管道内检测方法，但是这些检测方法并不是普遍适用的。如机械内检测精度不够而且存在有管道的接触，远远不能满足需求；漏磁内检测需要将管道磁化，实际局限了被探测管道的材料，而且对传输介质的磁学特性也有要求；电涡流检测由于其原理限制，检测的速度慢和相应的硬件系统也较为复杂；超声内检测存在传输介质和管道材料耦合问题，使其对传输介质敏感；电磁超声内检测虽然较好的解决了超声内检测对介质的敏感性问题，但是该方法要求离检测管道1mm范围内才有效，大大限制了其应用，而且由于该系统通过发射/接收超声波来检测管道损坏情况，使系统硬件和软件都比较复杂；光学成像内检测，在石油的浑浊液体中基本无法使用，而且也存在需要光源和硬件系统复杂的问题。

上述传统管道内检测方法普遍存在硬件复杂、功耗大以及对检测对象敏感等问题，已经严重制约了在线、长距离、小型化的内检测装置(自动内检测机器人)的发展。发展新型内检测方法以克服上述方法的问题，降低管道内检测技术软硬件开销和功耗，发展易于微型化的管道内检测技术已经成为现今液体管道内检测技术迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够高效地对液体输送管道的泄漏和污堵情况进行内检测的主动电场液体输送管道内检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于频域的液体输送管道泄漏和污堵检测方法，所述方法基于一种主动电场液体输送管道内检测装置，该内检测装置包括主动电场发射装置、电场变化检测装置、数据采样装置、数据处理器和探头支架。

所述的主动电场发射装置包括信号发生器和发射电极。

所述的电场变化检测装置包括接收电极和接收电路。

所述发射电极将信号发生器产生的电压激励信号输入到输送液体中以建立探测电场，接收电极将液体输送管道的物理特性变化引起的电场变化传输到接收电路上；所述的数据采样装置对接收电极进行数据采样。

所述的探头支架设于液体输送管道内的输送液体中，用于安装固定探头即发射电极和接收电极。

所述的数据处理器用于对输入信号进行滤波，并利用FFT变换分析接收电极输出的电压变化从而对液体输送管道的缺陷进行检测，同时，数据处理器还控制信号发生器发射所需信号。

进一步的，所述内检测装置还包括用于控制探头支架运动方向和速度的电机控制单元。

本发明中所述方法包括以下多个步骤：

S1，初始化：

S101，电场发射，对信号发生器(1-1)进行初始化，设定待发生信号的波形参数；

S102，电场变化检测，接收电路实时检测接收电极上的电势差信号f(t)，并将电势差信号f(t)传输给数据采样装置，接收电路提供一个或多个数据采集端口与数据采样装置连接；

S103，数据采样装置通过采集通道选择模块选择待信号传输的通道，通道采样数控制模块设置该采集通道的采样率；