[实用新型]大口径高压天然气管道物理爆炸冲击波测量系统

说明书

技术领域

本实用新型属于高压管道输送工程技术领域，涉及一种大口径高压天然气管道物理爆炸试验冲击波的测量单元。

背景技术

高压输气管道在运行过程中，但由于近域施工行为、环境腐蚀、机械或材料失效、自然灾害及其他未知因素的影响，天然气管道爆裂事故时有发生，爆炸产生的爆破冲击波不仅会造成严重经济损失和环境污染，还将形成地面人员伤亡、建筑物及设施破坏受损等灾难性事故。

为尽量减小损失、加快事故发生后的抢修进程，国内外广泛开展了大口径高压金属管道的裂缝形成及扩展的力学行为研究。目前的研究方法是对天然气管道爆破冲击波的产生机理、传播规律进行理论分析研究，但其与实际的爆炸试验还有较大的差异，很有必要对所使用的金属管进行全尺寸爆破试验，测量获得爆炸冲击波参数，用于其防护研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种大口径高压天然气管道物理爆炸冲击波测量系统，通过在天然气管道爆炸起始裂纹附近设置冲击波测量传感器阵列，获得管道布设区域的爆炸冲击波参数。

本实用新型的技术方案如下：

大口径高压天然气管道物理爆炸冲击波测量系统，包括布设在天然气管道附近的若干只冲击波传感器，所述的传感器分为平行通道阵列、垂直通道阵列和倾斜通道阵列，所述的平行通道阵列设置在天然气管道的爆破起始裂缝点为起始点平行于天然气管道方向的位置；所述的垂直通道阵列设置在爆破起始裂缝点为起始点垂直于天然气管道方向的位置，所述的倾斜通道阵列设置在爆破起始裂缝点为起始点与天然气管道方向呈45°的方向位置。

上述大口径高压天然气管道物理爆炸冲击波测量系统中，平行通道阵列中相邻传感器的间距相等。

上述大口径高压天然气管道物理爆炸冲击波测量系统中，垂直通道阵列中相邻传感器的间距从起始点向外逐步增加。

上述大口径高压天然气管道物理爆炸冲击波测量系统中，倾斜通道阵列中相邻传感器的间距从起始点向外逐步增加。

上述大口径高压天然气管道物理爆炸冲击波测量系统中，冲击波传感器为固定在支杆上的自由场压力传感器。

上述大口径高压天然气管道物理爆炸冲击波测量系统中，支杆为空心圆柱杆，通过混凝土底座固定在地面上。

上述大口径高压天然气管道物理爆炸冲击波测量系统中，支杆上设置有不同高度的传感器固定孔，传感器根据试验要求固定在不同的高度处。

上述大口径高压天然气管道物理爆炸冲击波测量系统中，自由场压力传感器为子弹型结构，尖头部分的压力敏感单元正对空中冲击波传播方向，传感器尾部固定在支杆上。

上述大口径高压天然气管道物理爆炸冲击波测量系统中，大口径高压天然气管道为充高压气体密封管道，爆破起始裂缝点设置在天然气管道的中间位置。

本实用新型具有的有益技术效果如下：

一、本实用新型采用冲击波传感器阵列布置在大口径高压天然气管道附近，将传感器布置成平行通道、垂直通道和倾斜通道，测量获得以天然气管道爆破起始裂缝点为起点的冲击波参数，并以此参数类推，在传感器数量有限的前提下，获得整个爆炸区域内的冲击波参数。

二、本实用新型的不同传感器通道布设的传感器间距不同，与爆炸冲击波传播速率相匹配，满足了测量分辨率的要求。

三、本实用新型的传感器采用子弹型的自由场压阻传感器，测试中将尖头部分的压敏单元正对爆破起始裂缝点，传感器尾部固定在支杆上，并采用弹性支架，有效减弱了冲击波在土介质中传播时对自由场冲击波测量结果的影响。

附图说明

图1为本实用新型物理爆炸冲击波测量系统中传感器布放位置示意图；

图2为本实用新型自由场冲击波传感器后端处理示意图；

图3为本实用新型物理爆炸冲击波测量系统中传感器支架示意图；

图4为本实用新型自由场冲击波传感器布设示意图；

附图标记为：1—管道；2—爆破起始裂缝点；3—传感器布点；4—平行通道阵列；5—垂直通道阵列；6—倾斜通道阵列；7—土中冲击波传播方向；8—混凝土底座；9—支杆；10—自由场冲击波传感器；11—传感器固定孔；12—空中冲击波传播方向。

具体实施方式

空气冲击波测试采用压阻式压力传感器的测试方法，该测试方法适合于测试爆炸空气冲击波瞬态信号。考虑到实际情形只需研究近地面目标，主要是人员和建筑物等受爆炸冲击波的危害效应，本项目采用近地面二维场测试方案，采用分布式压阻式压力传感器测试系统进行天然气管道物理爆炸冲击波的测试。