[发明专利]基于光纤测温技术焊缝在线监测系统及监测方法

说明书

本发明公开了基于光纤测温技术焊缝在线监测系统及监测方法，本发明的系统温度场测量传感器和微型处理器；其中，所述温度场测量传感器布置在焊缝外表面，用于实时测量焊缝表面温度场数据并将其上传给所述微型处理器；所述微型处理器将接收的实时温度场数据和基准温度场数据进行对比分析，判断该焊缝是否存在泄漏或缺陷。本发明能够对管道焊缝、容器焊缝等进行实时监测并准确确定泄漏位置，为争取抢修时间，避免安全事故提供准确的依据。

技术领域

本发明属于焊缝测试技术领域，具体涉及一种基于光纤测温技术焊缝在线监测系统及监测方法。

背景技术

焊接是广泛使用的一种连接形式，其基本功能是确保连接部位的密封和强度。然而，目前存在大量年代久远的在线焊缝，随着疲劳效应，焊缝强度已不如焊接初期，管道和容器等焊接焊缝时常发生泄漏现象。尤其对于压力容器、高温高压回路装置、带有核辐射的装置等的焊缝，通常焊缝都埋于保温棉之下，细微的泄漏很难判定出来。如若发生泄漏情况，往往同时会伴随着一些重大安全事故的发生，带来巨大的经济损失。采用一些焊缝的在线检测设备，可以第一时间检测到焊缝泄漏情况和泄漏位置，操作人员及时采取处理措施，有效的预防安全事故发生，减少经济损失。

目前国内外在线检测的方法主要有：

1、电容法：当管道发生泄漏时，管道内介质溢出至管道外壁和环形电极所形成的环形空间，改变绝缘介质的介电常数，从而使电容值发生突变。该方法可以有效的发现和寻找泄漏焊缝。缺点是焊缝必须发生泄漏，在泄漏后介质溢出才可以监测处来。而且周边泄漏产生的介质溢流至该测点或者其它物质触碰至该测点同样会被判定为泄漏，产生误判。

2、负压波法：当管道发生泄漏事故时，泄漏处立即发生物质损失，引起局部密度减小，造成压力降低，导致泄漏点与周边产生压差，泄漏产生的减压波称为负压波。设置在泄漏点两端的传感器根据压力信号的变化判定泄漏位置。该方法主要用于泄漏刚发生的情况，对于发生一段时间后，系统稳定了，则无法测量泄漏位置。

发明内容

为了解决现有技术存在的监测不可靠且精度差等问题，本发明提供了一种基于光纤测温技术焊缝在线监测系统。本发明能够对管道焊缝、容器焊缝等进行实时监测并准确确定泄漏位置，为争取抢修时间，避免安全事故提供准确的依据。

本发明通过下述技术方案实现：

基于光纤测温技术焊缝在线监测系统，所述焊缝位于热工管道或容器上，包括温度场测量传感器和微型处理器；

其中，所述温度场测量传感器布置在焊缝外表面，用于实时测量焊缝表面温度场数据并将其上传给所述微型处理器；

所述微型处理器将接收的实时温度场数据和基准温度场数据进行对比分析，判断该焊缝是否存在泄漏或缺陷。

本发明的监测原理为：通过在被监测焊缝外表面设置温度场测量传感器，获得焊缝表面温度分布，当装置稳定运行时，焊缝表面温度为均匀稳定分布或呈一定规则温度梯度分布。当焊缝某位置发生泄漏，或者某位置存在缺陷，缺陷深度达到一定程度后，该点的温度值将明显与周边温度不同，通过该点的温度与周边温度的比对提取特征，从而判断泄漏点位置以及泄漏或缺陷情况。

优选的，本发明的温度场测量传感器采用但不限于光纤测温环或红外线温度场测量仪；

所述温度场测量传感器覆盖整个焊缝表面。

优选的，本发明的系统还包括存储器；

所述微型处理器和所述存储器构成一种可外部输入以及内部运算存储的微型处理架构；

所述微型处理器根据采集的温度场数据分析提取无泄漏工况下的典型温度场存储至所述存储器中，或将场外试验或数值仿真计算得到的无泄漏工况下的典型温度场输入至所述存储器中，作为基准温度场数据用于对比分析。