[发明专利]一种山区管道应变在线监测系统

说明书

本发明公开了一种山区管道应变在线监测系统，所述安全系统包括应变计，应变采集器，信号控制器，网络摄像头，风光互补供电器以及在线监测软件构成，全系统包括4对应变片，每对应变片又分为轴向应变片和环向应变片，应变片安装在管道上两处位置，两处位置相隔1km，系统采用太阳能板和风力发电机进行发电，应变采集器和在线监测软件每20s对数据进行采集和处理一次，在线监测软件实现对管道应变动态显示与分析，同时搭载网络摄像头，分析引起应变突变的外部环境因素，本发明能够实现对山区管道安全状态的实时动态监测与分析。

技术领域

本发明涉及一种油气管道结构健康监测技术领域，特别涉及一种山区管道应变在线监测系统。

背景技术

山区管道所处地理位置特殊，沿线需要穿过高山，跨越河流，地形高低起伏，沿线构造不一，从而造成管道安全状态处于动态不确定性中。山区管道面临的自然灾害有山体滑坡、地质沉降、地震泥石流等，这些灾害发生具有很大的随机性和重复性，一旦发生将会对管道本体安全产生极大的危害。在实际工程中，按照生产安全要求，必须定期对管道进行巡检，及时发现管道所处工况。然而针对山区管道，由于道路复杂，实现管道沿线全程高频巡线几乎很难实现，为解决这一难题，国内外管道公司采取了各种措施，例如采取无人机沿线巡线，但限于形式，无法真正掌握管道安全状况，基于此，从判断管道安全本质的应力应变角度出发，实时连续掌握应力应变参数，即时管道安全状态。

管道应力应变作为一种直接有效判断材料的安全的参数，在基础力学科学中，无不为止而努力。应力应变的产生由于在外力约束的条件下而产生的，通常针对材料，任意位置处的应力和应变不是通过测量得到的，而是通过力学模型计算得到的，前提是要知道材料的所有约束，只有材料表面的应力应变通过特定方法和计算可以得到。针对山区管道这种工况，准确掌握管道的约束大小是不可能的，而管道由于其形状的特殊性，管道内部受力与表面受力有一定准确关系，为此，测量管道表面应力应变来监测管道安全状况成为一种切实可行的方法。

发明内容

针对山区管道安全问题，本发明旨在提供一种山区管道应变在线监测系统，采用监测软件实时动态对管道结构安全进行监测。

本发明技术方案如下：

一种山区管道应变在线监测系统，该系统硬件包括应变计、应变采集器、信号控制器、风光互补供电器、数据连接线以及在线监测软件构成，所述传感器与信号采集器通过屏蔽信号连接线连接，采集器与控制器通过专有信号总线连接，控制器通过内置信号卡接入路由器，控制器采用网络远程控制。

作为优选，所述应变片安装在管道轴向距离相隔1km的2个位置处，每个位置安装4个应变片，2个垂直于轴向，2个平行于轴向，每一应变片左上顶角设置一数据传输接头。

作为优选，所述应变片粘结后，应变片外部采用铝制防护壳进行覆盖防护，现场线缆内嵌在镀锌管内部，应变采集器、信号控制器、电池箱采用隔爆机箱进行隔爆防护。

作为优选，所述风光互补供电器外接太阳能电池板和风力发电机，内接蓄电池组。

作为优选，所述在线监测软件24小时连续监测管道营运状况，在线显示管道振动、应力、应变、温度、压力信息，设有参数超值报警功能。

作为优选，所述在线监测软件接入网络摄像头，采集数据与视频信号同步分析与故障分析。

作为优选，应变片选择大塑性应变测量应变计。

另一方面，一种山区管道应变在线监测系统，工作过程包括以下步骤：

将所述山区管道应变监测系统，安装在被监测管道上；

通过软件账号登录，远程开启数据采集器、控制器开始工作；

根据在线监测记录，连续稳定记录数据一周，得到应变时域变化曲线；

将所得到的数据进行处理，对数据平稳段取平均值；