[发明专利]一种地铁埋地金属管道腐蚀光纤监测装置及方法

说明书

本专利涉及一种地铁埋地金属管道腐蚀光纤监测装置及方法，监测装置包括激励单元、传感单元、预紧单元、支撑单元和控制单元，并提出一种地铁金属管道腐蚀监测方法，具体为：激励单元沿埋地金属管道的一端向另一端输出激励电流，激励电流激发产生的磁场沿传感单元的导磁体传导到预紧后的磁致伸缩复合材料，磁致伸缩复合材料因此产生形变并导致粘贴其上的光纤光栅产生成比例形变，光纤光栅将形变信号传送给控制单元，经控制单元计算后得到此处传感单元布设位置金属管道上的流通电流，当相邻两个传感单元所监测到的激励电流值不同且差值超过所设阈值，则控制单元认为这两个传感单元之间的金属管道发生腐蚀并发出警报。

技术领域

本发明涉及地铁埋地金属管道腐蚀监测，尤其涉及一种地铁埋地金属管道腐蚀光纤监测装置及方法。

背景技术

目前，地铁供电系统大多采用直流牵引供电模式，地铁机车通过接触网向牵引变电所获取牵引电流，牵引电流沿走行轨返回牵引变电所，随着地铁投入运营时间的增长，地铁走行轨与道床之间的绝缘性能逐渐降低，部分牵引电流将从走行轨泄漏到周边介质，形成杂散电流。杂散电流不仅会对地铁系统主体钢筋结构造成电化学腐蚀，还会对地铁埋地金属管道等造成腐蚀危害，降低埋地金属管道的使用寿命和耐久性，严重情况下将引起灾难性的后果，由于埋地金属管道通常处于地下深处，常年处于潮湿腐蚀环境中，目前罕见可用于埋地金属管道腐蚀监测的在线可靠准确方法。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种地铁埋地金属管道腐蚀光纤监测装置及方法，该装置便于安装和拆卸，检测原理简单，易操作。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种地铁埋地金属管道腐蚀光纤监测装置，该装置包括由激励单元(1)、支撑单元(2)、传感单元(3)、预紧单元(4)、和控制单元(5)；

所述支撑单元(2)包括支撑扣件(21)和导磁体插槽(22)，支撑扣件(21)为两个对称的第一半圆弧型钢结构(211)和第二半圆弧型钢结构(212)，所述第一半圆弧型钢结构(211)和第二半圆弧型钢结构(212)两端分别通过第一螺栓(213)和第二螺栓(214)连接而成钢环，两个导磁体插槽(22)对称设置在半圆弧型钢结构(211)和(212)的外侧；

所述传感单元(3)由永磁体(31)、磁致伸缩复合材料(32)、导磁体(33)和光纤光栅(34)构成，其中，永磁体(31)的数量为2个，分别为第一永磁体(311)和第二永磁体(312)，为磁致伸缩复合材料(32)提供恒定偏置磁场；导磁体(33)包括对称的第一3/8圆弧型钢结构(331)和第二3/8圆弧型钢结构(332)；所述第一3/8圆弧型钢结构(331)和第二3/8圆弧型钢结构(332)分别穿过两个导磁体插槽(22)；第一永磁体(311)和第二永磁体(312)分别与第一3/8圆弧型钢结构(331)和第二3/8圆弧型钢结构(332)的一端连接；磁致伸缩复合材料(32)的两端分别与第一3/8圆弧型钢结构(321)和第二3/8圆弧型钢结构(322)的另一端连接；

光纤光栅(34)的一端埋设在磁致伸缩复合材料(32)内部，另一端连接控制单元(5)；

所述预紧单元(4)包括壳体(41)、内滑槽(42)、滑块(43)、弹簧(44)、和预紧螺栓(45)，其中，所述壳体(41)焊接在支撑扣件(21)外侧，并且内部设有内滑槽(42)；所述滑块(43)与内滑槽(42)配合，所述滑块(43)上端设有内螺纹，弹簧(44)一侧与内螺纹配合连接，另一侧与永磁体(31)配合，所述预紧螺栓(45)通过螺纹孔安装在壳体(41)底部；

所述激励单元(1)与金属管道(6)的一端连接，激励单元(1)沿金属管道(6)的一端向另一端输出激励电流；所述支撑单元(2)通过所述钢环固定在金属管道(6)上，并且等间距布设；