[发明专利]基于扫频的管道激振清管试验装置及方法

权利要求书

1.一种基于扫频的管道激振清管试验装置，其特征在于，所述管道激振清管试验装置能设置在管道内，其包括：清管器和通过铰接机构连接的振动检测舱，其中，

所述清管器具有中空的骨架，所述骨架的两端均设置有支撑皮碗和第一端盖，所述第一端盖上设置有至少一个与所述骨架内部连通的通道口；所述骨架的内部设置有涡流发电机；

所述振动检测舱具有振动舱壳体，所述振动舱壳体内设置有数据采集设备及通过刚性连接的方式设置有正弦扫频激振机构，其中，所述正弦扫频激振机构包括：正弦激振设备和用于调节激励力的质量块；所述振动舱壳体的两端分别设置第二端盖，在远离所述清管器的第二端盖上还设置有里程轮；

将所述正弦扫频激振机构与所述振动舱壳体刚性连接的支撑架，所述支撑架的内部设置有安放底座和固定压板，所述正弦激振设备设置在所述安放底座和固定压板之间；所述固定压板上设置有开孔；所述质量块的一端设置在所述固定压板上的开孔内。

2.如权利要求1所述的基于扫频的管道激振清管试验装置，其特征在于，所述振动检测舱整体呈中空的圆柱型，所述支撑架整体也成中空的圆柱形，所述支撑架通过过盈配合的方式固定连接。

3.如权利要求1所述的基于扫频的管道激振清管试验装置，其特征在于，所述振动舱壳体在靠近所述第二端盖的外围分别设置有多个沿着周向均匀分布的刚性支撑腿。

4.如权利要求1所述的基于扫频的管道激振清管试验装置，其特征在于，所述数据采集设备包括：数据采集元件和数据处理舱；其中，所述数据采集元件为三轴加速度传感器。

5.如权利要求1所述的基于扫频的管道激振清管试验装置，其特征在于，所述第二端盖上设置的里程轮包括上下对称的两个，上下对称的两个里程轮构成位置定位系统，所述位置定位系统还包括：支撑臂、压缩弹簧及安装底座；其中，

所述安装底座固定在所述第二端盖上；

所述压缩弹簧的一端固定在所述安装底座上，另一端固定在所述支撑臂上；

所述支撑臂通过铰接的方式设置在所述安装底座上，其一端与所述压缩弹簧固定，另一端用于设置所述里程轮。

6.一种基于权利要求1至5任一所述的基于扫频的管道激振清管试验装置的方法，其特征在于，包括：

初始调试，包括：安装调试清管器和振动检测舱，密封连接各个部件；对流量阀设定好初始流量，对里程轮数据清零并启动后发送速度数据，检查里程轮和清管器的传递效率；

设置激振舱内设备正常运行参数，包括：正弦激振设备的速率、扫频区间段和激励力幅，发送启动信号，启动激振设备发出激励信号；调节信号采集元件采样速率，发送初始信号，设置采样速率；

当所述基于扫频的管道激振清管试验装置位于带压流体管道中进行检测时，通过振动检测舱内的正弦激振设备主动产生正弦激励信号，该信号通过支撑架、振动舱壳体传递到管道内壁，响应信号由管道内壁经过刚性振动舱支撑腿传递回信号采集元件，然后通过数据采集设备进行数据采集和存储；

数据采集设备根据采集和存储的信号提取一阶共振频率信息，并根据所述一阶共振频率变化情况确定管线中是否存在悬空段。

7.一种基于权利要求1至5任一所述的基于扫频的管道激振清管试验装置的方法，其特征在于，包括：

发射正弦扫频激振信号；

实时采集管道的振动反馈信号；

对采集到的所述振动反馈信号进行时域和频域的数据处理，获取不同位置响应的差异；

根据所述不同位置响应的差异识别预定位置处的管道是否处于悬空段。