[发明专利]一种长输架空管道分布式应力振动在线监测系统及方法

说明书

本发明涉及一种长输架空管道分布式应力振动在线监测系统及方法，包括：计算机、无线数据接收模块及多个分布式应力振动数据采集节点，其中，所述多个分布式应力振动数据采集节点分别设置在所述长输架空管道上的不同位置且与所述无线数据接收模块相连，将采集到的所述不同位置的应力振动数据发送至无线数据接收模块；所述无线数据接收模块与所述计算机相连，将接收到的应力振动数据传送给计算机进行计算存储和监测。本发明通过设置多个分布式应力振动数据采集节点，可对长输架空管道不同位置处的应力振动状况进行同步采集，具有很高的分析测试效率和数据同步性。

技术领域

本发明属于工业管道检测技术领域，涉及长输架空管道运行参数检测装置，具体涉及一种长输架空管道分布式应力振动在线监测系统及方法。

背景技术

压力管道属于特种设备，一旦出现事故，便可能造成群死群伤，影响力大，破坏性强。化工园区的架空管道一般是数条甚至十几条集中敷设在管廊上，其中一条管道、一个部位出现问题，便会造成整条管廊的事故，后果不堪设想。架空管道内输送的大多是各种化工、化学物料，大多为易燃易爆或有毒介质。化工园区公共管廊蜿蜒数十公里，涉及到压力管道近千公里，架空管道受基础不均匀沉降、局部变形、腐蚀减薄等因素影响，在运行过程中容易产生安全隐患。近年来，压力管道的事故频出，对检验和管道安全评估技术提出了更高的要求。

由于现场条件制约，现有检测手段难以对整条管道进行全面的检验，通常需结合压力管道流固耦合有限元模型进行安全风险评估：评估模型计算出管道各个部位应力和振动状态，并以此作为安全级别评估指标，需要结合实际测试应力和振动数据对建立的安全评估模型进行修正，以确保安全风险评估结果的可靠性。虽然存在现有的应力分析设备和振动分析设备，但不能对整个管道各个部位应力和振动数据进行同步采集，且各个测试点数据管理复杂，传感器安装时受管道弧形形状影响也存在安装不便的缺点，此外，测试时劳动强度也较大。因此，设计一种专门针对长输架空管道的分布式应力振动在线监测系统具有重要的意义。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种长输架空管道分布式应力振动在线监测系统及方法，该装置采用多个分布式应力振动数据采集节点，通过无线通讯方式将长输管道不同部位的管道外表面应力和三轴加速度振动数据采集并传输给计算机主机进行分析，该装置在长输管道现场安装快速、数据节点多、定位准确，具有很好的实用价值。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种长输架空管道分布式应力振动在线监测系统，包括：计算机、无线数据接收模块及多个分布式应力振动数据采集节点，其中，所述多个分布式应力振动数据采集节点分别设置在所述长输架空管道上的不同位置且与所述无线数据接收模块相连，将采集到的所述不同位置的应力振动数据发送至无线数据接收模块；所述无线数据接收模块与所述计算机相连，将接收到的应力振动数据传送给计算机进行计算存储和监测。

进一步的，每个所述分布式应力振动数据采集节点包括：分别与分布式采集模块相连的多个应变传感器。

进一步的，所述分布式采集模块包括：主控制器、电源管理系统、内存卡、无线通讯模块、定位模块、数据采集模块、异常报警模块和三轴加速度传感器，其中，所述主控制器分别与电源管理系统、内存卡和无线通讯模块相连；所述定位模块与主控制器相连，用于将分布式采集模块的位置信息发送至主控制器，对各个节点定位与识别；所述数据采集模块分别与所述主控制器、应变传感器和三轴加速度传感器相连，用于采集应力振动数据；所述异常报警模块与主控制器相连，用于电源异常时报警。

进一步的，所述分布式采集模块的外壳上设有接线端子、电源充电口、按钮开关、节点通讯地址设置拨码开关、天线、气泡水准仪和多个安装孔，其中，所述数据采集模块通过所述接线端子与应变传感器相连；所述节点通讯地址设置拨码开关与所述主控制器相连，用于对每个分布式应力振动数据采集节点进行编号和识别。