[发明专利]一种天然气管道非均匀沉降应力无线实时监测系统及方法

说明书

本发明提供一种天然气管道非均匀沉降应力无线实时监测系统，包括应变测量装置、信号中转接收器和监测平台；应变测量装置包括固定设置在每个测点上的多个电阻应变片，信号中转接收器与每个电阻应变片之间导线连接；监测平台设置在室内，监测平台包括处理器、显示器和用于发出警报的报警器，处理器和信号中转接收器之间无线连接，显示器和报警器均与处理器的输出端连接。并且还提供了相应的监测方法。本发明可大量无线实时测量地下和地上天然气管道收非均匀沉降作用产生的管道应力并迅速处理传输到监测平台，提高天然气管道非均匀沉降应力的测量的准确性和保护天然气管道安全。

技术领域

本发明属于管道安全监测和预警技术领域，尤其涉及一种天然气管道非均匀沉降应力无线实时监测系统及方法。

背景技术

受地质条件的限制，较多天然气管道敷设在软土地基中，而软土地基承载力低，承载后变形量大，容易导致敷设在其上的管道由于非均匀沉降作用遭受破坏，天然气管道由于破坏或泄露可能发生火灾、爆炸等事故。

现有技术主要通过对受非均匀沉降作用下埋地管道关键部位进行应力监测，其中电阻式应变片使用较多，应变片电阻随管道形变而改变，然后把电信号传输到应变分析仪上进行下一步分析。天然气管道监测现场为露天环境，若使用有线监测容易被恶劣天气和导线电阻等外在因素影响测试精度，且有线监测只能隔一段时间监测一次管道应力(周启超.非均匀沉降下埋地天然气管道应力分析及对策措施研究[D])。

现有技术在对应力监测因外在因素影响导致监测精度不够准确，间断的应力监测容易错失管道瞬间应力变化规律导致管道管理人员错误预判管道情况，不能及时发现管道关键部位的隐患，也不能准确拿出相应的方案和措施。

因此需要一种针对管道非均匀沉降应力的无线监测系统，不仅可以实现管道非均匀沉降应力的实时监测，还能够通过管道许用应力进行风险分级，给出预警和相应的安全措施，避免因非均匀沉降造成的管道安全事故。

发明内容

本发明目的在于提供一种天然气管道非均匀沉降应力无线实时监测系统和方法，可以实现大量无线实时测量地下和地上天然气管道受非均匀沉降作用产生的管道应力并迅速处理传输到监测平台，提高天然气管道非均匀沉降应力的测量的准确性和保护天然气管道安全。

为实现本发明目的，本发明提供一种天然气管道非均匀沉降应力无线实时监测系统，所述天然气管道敷设在地上或地下，包括应变测量装置、信号中转接收器和监测平台，

天然气管道上设置有多个测点；

应变测量装置包括固定设置在每个测点上的多个电阻应变片，每个电阻应变片用于测量相应测点的管道变形；

信号中转接收器与每个电阻应变片之间导线连接；

监测平台设置在室内，监测平台包括处理器、显示器和用于发出警报的报警器，处理器和信号中转接收器之间无线连接，显示器和报警器均与处理器的输出端连接。

进一步地，每个电阻应变片粘贴在相应测点的天然气管道上。

本发明还提供一种天然气管道非均匀沉降应力无线实时监测方法，包括以下步骤：

每个测点上的电阻应变片因受力发生电阻变化，产生电信号，并将电信号传输至信号中转接收器；

信号中转接收器接收电信号，并将电信号转化为光纤信号，然后通过无线网络将光纤信号传输到监测平台的处理器；

处理器接收并处理光纤信号，得到管道的非均匀沉降应力值，然后结合预设的管道应力风险等级，得到管道应力的风险级别，并把应力值和风险级别发送至显示器，其中，若应力值超出阈值，处理器激活报警器报警；

显示器显示应力值和风险级别。