[发明专利]一种管道蠕变测量系统及方法

权利要求书

1.一种管道蠕变测量系统，其特征在于，包括待测管道(1)、超声模块(4)、温度模块(6)、上位机(7)、用于产生超声波信号的第一超声波换能器(2)、用于将接收到的超声波信号转换为电信号的第二超声波换能器(3)以及用于检测待测管道(1)管壁温度的温度传感器(5)；

上位机(7)与超声模块(4)及温度模块(6)相连接，超声模块(4)的输出端与第一超声波换能器(2)相连接，第二超声波换能器(3)与超声模块(4)的输入端相连接，温度传感器(5)与温度模块(6)的输入端相连接，第一超声波换能器(2)发出的超声波经待测管道(1)的一周表面后传播到第二超声波换能器(3)中。

2.根据权利要求1所述的管道蠕变测量系统，其特征在于，上位机(7)包括处理器以及与处理器相连接的存储器及显示器，其中，处理器与超声模块(4)及温度模块(6)相连接。

3.根据权利要求1所述的管道蠕变测量系统，其特征在于，第一超声波换能器(2)及第二超声波换能器(3)通过屏蔽线缆与超声模块(4)相连接。

4.一种管道蠕变测量方法，其特征在于，基于权利要求1所述的管道蠕变测量系统，包含以下步骤：

1)向上位机(7)中输入待测管道(1)的材料牌号、待测管道(1)材料在不同温度时的线膨胀系数δ_T、待测管道(1)材料在不同温度时超声波的声速μ_T以及第一超声波换能器(2)与第二超声波换能器(3)之间的距离L_S；

2)温度模块(6)通过温度传感器(5)测量待测管道(1)管壁的温度信息T_x，并将检测得到的待测管道(1)管壁的温度信息T_x发送给上位机(7)；

3)上位机(7)根据待测管道(1)管壁的温度信息T_x通过线性插值的方法计算待测管道(1)材料的线膨胀系数δ_Tx；

4)上位机(7)根据待测管道(1)管壁的温度信息T_x通过线性插值的方法计算待测管道(1)材料中的超声波声速μ_Tx；

5)上位机(7)控制超声模块(4)产生第一电信号，并将所述第一电信号发送至第一超声波换能器(2)中，第一超声波换能器(2)将所述第一电信号转换为超声波信号，所述超声波信号经待测管道(1)的一周表面后进入到第二超声波换能器(3)中，并通过第二超声波换能器(3)转换为第二电信号后发送至超声模块(4)，上位机(7)记录第一超声波换能器(2)发出超声波的时间t₁和第二超声波换能器(3)接收超声波的时间t₂；

6)上位机(7)计算待测管道(1)管壁温度为T_x时的待测管道(1)截面原始周长C＝μ_Tx*(t₂-t₁)+L_S；

7)上位机(7)计算待测管道(1)管壁温度换算到0℃时的截面原始周长C₀＝C*(1-T_x*δ_Tx)＝[μ_Tx*(t₂-t₁)+L_S]*(1-T_x*δ_Tx)；

8)待测管道(1)经过高温运行W时间后，温度传感器(5)测量待测管道(1)的管壁温度T′_x，再通过线性插值法计算待测管道(1)材料在温度为T′_x时的线膨胀系数δ′_Tx及超声波声速μ′_Tx，同时上位机(7)记录第一超声波换能器(2)发出超声波的时间t′₁及第二超声波换能器(3)接收超声波的时间t′₂，计算得到待测管道(1)管壁温度换算到0℃时的截面运行后周长C′₀为：

C′₀＝[μ′_Tx*(t′₂-t′₁)+L_S]*(1-T′_x*δ′_Tx)；

9)上位机(7)计算并输出待测管道(1)高温运行W时间后的相对蠕变量