[发明专利]一种管道保温层下沉镂空特征检测系统及方法

权利要求书

1.一种管道保温层下沉镂空特征检测方法，其特征在于：采用管道保温层下沉镂空特征检测系统实现，管道保温层下沉镂空特征检测系统包括第一温度传感器(3)、第二温度传感器(4)、第三温度传感器(5)、数据采集器(7)、无线传输器(8)和远程监测终端(9)，用于检测工作管(1)外部包裹的保温层(2)在重力下沉作用下与工作管(1)下端脱离形成的镂空层(6)；第一温度传感器(3)安装于工作管(1)顶端外表面，第二温度传感器(4)安装于保温层(2)底端内表面，第三温度传感器(5)安装于保温层(2)底端外表面；第一温度传感器(3)、第二温度传感器(4)、第三温度传感器(5)分别于与数据采集器(7)相连，数据采集器(7)经无线传输器(8)与远程监测终端(9)相连；

所述方法包括如下步骤：

步骤1：数据采集器(7)分别通过第一温度传感器(3)、第二温度传感器(4)、第三温度传感器(5)的测量获得工作管(1)顶端外表面温度T₁、保温层(2)底端内表面温度T₂、保温层(2)底端外表面温度T₃，并通过无线传输器(8)将测量得到的温度值传输到远程监测终端(9)；

步骤2：远程监测终端(9)基于已知的工作管(1)外径r₁、保温层(2)外径r₂以及保温层(2)所用的保温材料当量导热系数根据得到的保温层(2)底端内表面温度T₂和保温层(2)底端外表面温度T₃，得到内保温层散热热流密度q的计算公式为：

其中，r₁为工作管(1)外径，r₂为保温层(2)外径，δ为镂空高度；

再根据得到的工作管(1)顶端外表面温度T₁和保温层(2)底端内表面温度T₂，得到内保温层散热热流密度q的计算公式为：

其中，为镂空层(6)当量导热系数，其取值范围为1.0～1.2倍空气导热系数；

步骤3：通过联立求解公式(1)和(2)得到镂空高度为：

步骤4：利用沿管道轴向布置的n组温度传感器，在每个位置执行步骤1～3，得到不同位置处的镂空高度δ₁,δ₂,…,δ_n，实现管道任意位置的镂空结构识别。

2.根据权利要求1所述的管道保温层下沉镂空特征检测方法，其特征在于保温层(2)为单层或多层保温结构，其中最里层为软质保温结构，且软质保温层总厚度大于10mm。

3.根据权利要求1所述的管道保温层下沉镂空特征检测方法，其特征在于所述的第二温度传感器(4)和第三温度传感器(5)在同一条半径线上，且镂空层(6)为该半径方向上的镂空特征。

4.根据权利要求1所述的管道保温层下沉镂空特征检测方法，其特征在于所述的第一温度传感器(3)、第二温度传感器(4)、第三温度传感器(5)视为一组温度传感器，同时有多组温度传感器布置于管道轴向不同位置。

5.根据权利要求1所述的管道保温层下沉镂空特征检测方法，其特征在于：当计算得到的镂空高度δ变化趋势发生反转时，需要取修正系数进行修正，修正系数范围为1.1～1.5之间。