CN109374662A - 一种水下装备氯离子腐蚀数据探测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，包含：电磁波发射器，发射电磁波到水下装备上，得到衍射后电磁波信号；检测器，其监测衍射后电磁波信号，将其转换为可表征腐蚀深度的数字信号；数据分析系统，接收检测器发送的数字信号，并转换成可被计算机系统识别和储存的数据信息；数据传输系统，接收数据分析系统发送的数据信息；计算机系统，与数据传输系统连接，接收数据传输系统发送的数据信息；计算机系统将接收到的数据信息与自身内部预设数据值进行比对和分析，得出水下装备测量处的腐蚀程度。本发明可实时监测水下装备氯离子数据探测，若腐蚀达到用户设定值后，可提前告知用户，保障水下设备的正常运行，使用户获得经济社会利益。
Description
技术领域
本发明涉及水下装配腐蚀领域，特别涉及一种水下装备氯离子腐蚀数据探测系统。
背景技术
随着现代社会的不断发展和科学水平的飞速进步，能源变得越来越重要，人类开采陆地石油经历相当长的时间，陆地石油储量越来越少，所以未来人类开采石油资源将向海洋进军，海洋石油已经成为未来人类能源的重要来源。地球表面的71％被海洋占据，总面积达3.62亿平方公里，人类未来可开采的海洋油气资源还是很充足的。故海洋石油大规模勘探和开发要依赖大量的海洋水下装备，制造水下装备的主要材料为碳钢及其合金。
氯离子具有离子半径小、穿透能力强，并且能够被金属表面较强吸附的特点。氯离子浓度越高，水溶液的导电性就越强，电解质的电阻就越低，氯离子就越容易到达金属表面，加快局部腐蚀的进程；酸性环境中氯离子的存在会在金属表面形成氯化物盐层，并替代具有保护性能的氧化膜，从而导致高的点蚀率。
实际生产过程中，由于海洋环境中含有大量的氯离子，对装备的腐蚀时时刻刻都存在，为了保证装备的完好或者正常使用，对腐蚀数据的探测尤为重要。因此，研发一种水下装备氯离子腐蚀数据探测系统实为必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，其是一种针对油气田水下生产装备的氯离子腐蚀数据探测的系统，利用电磁波发射器和检测器、数据分析系统实时监测水下装备氯离子数据探测，若腐蚀达到用户设定值后，自动地将探测到的水下装配腐蚀的数据反馈给使用者，提前告知用户，保障水下装备的安全。
为了达到上述目的，本发明公开了一种水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，包含：
电磁波发射器，其发射电磁波到水下装备上，得到衍射后电磁波信号；
检测器，其监测水下装备折射出的所述衍射后电磁波信号，将所述衍射后电磁波信号转换成可表征腐蚀深度的数字信号；
数据分析系统，其与所述检测器连接，接收所述检测器发送的数字信号，并转换成可被计算机系统识别和储存的数据信息；
数据传输系统，其与所述数据分析系统连接，接收所述数据分析系统发送的数据信息；
计算机系统，其与所述数据传输系统连接，接收所述数据传输系统发送的数据信息；所述计算机系统将接收到的数据信息与自身内部预设数据值进行比对和分析，得出水下装备测量处的腐蚀程度。
优选地，所述检测器根据电磁波发射器发射的电磁波方向确定位置，使得所述检测器能监测到所述衍射后电磁波信号。
优选地，所述电磁波发射器发射的电磁波的入射角度与所述水下装备折射出的衍射后电磁波信号的折射角度相等。
优选地，所述电磁波的波长范围为0.06～20埃米。
优选地，所述检测器获得衍射后电磁波信号特征后，经过处理得到衍射图谱，利用衍射图谱信息得到晶体内部是否存在位错和晶格缺陷，得到可表征腐蚀深度的数字信号。
优选地，所述检测器通过电缆与所述数据分析系统连接。
优选地，所述数据分析系统通过电缆与所述数据传输系统连接。
优选地，所述计算机系统将用于后续重点监测水下装备腐蚀严重位置的工作信号反馈给所述电磁波发射器。
优选地，所述电磁波发射器、所述检测器、所述数据分析系统和所述数据传输系统均内置在一防水外壳中。
优选地，所述防水外壳为水下潜航器。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明可以实时监测水下装备氯离子数据探测，若腐蚀达到用户设定值后，可以提前告知用户，保障生产安全以及水下设备的正常运用，使用户获得经济利益和社会利益。
附图说明
图1本发明的水下装备氯离子腐蚀数据探测原理图；
图2本发明的电磁波发射器和检测器2θ折射原理图。
具体实施方式
为了使本发明更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明的水下装备氯离子腐蚀数据探测系统包括电磁波发射器、检测器、数据分析系统、数据传输系统和计算机系统。其中，电磁波发射器、检测器、数据分析系统和数据传输系统均内置在一防水外壳中，该防水外壳还可以是水下潜航器。
电磁波发射器可以发射频率很高的电磁波(波长为约为0.06～20埃米)，射在水下装备的外壳上面。由于该电磁波穿透力很强，则其在水下中的传播方向不受影响。当电磁波投射到水下装备材料内部晶体中时，会受到晶体中原子的散射，而散射波就像从原子中心发出，每个原子中心发出的散射波类似于源球面波。由于原子在晶体中是周期排列的，这些散射球波之间存在固定的相位关系，会导致在某些散射方向的球面波相互加强，而在某些方向上相互抵消，从而出现衍射现象。
本发明利用电磁波(波长约为0.06～20埃米)在晶体中的衍射现象来获得衍射后电磁波信号特征，经过处理得到衍射图谱。利用衍射图谱信息不仅可以实现常规显微镜的确定物相，并拥有“透视眼”来看晶体内部是否存在缺陷(位错)和晶格缺陷等，从而来获得对水下装备氯离子腐蚀数据探测，以此来保证水下设备的正常运用，使用户获得经济利益和社会利益。
当电磁波发射器将电磁波投射到水下装备上后，该水下装备会折射出对应的衍射后电磁波信号。检测器通过电磁波发射器和检测器之间的2θ折射原理来确定位置，使得检测器能监测到水下装备折射出的衍射后电磁波信号。
如图2所示为本发明的电磁波发射器和检测器的2θ折射原理示意图，其中，L1和L3分别是指发射至水下装备材料内部晶体的入射电磁波，L2和L4分别是指对应的经过水下装备材料内部晶体的衍射后电磁波。根据折射原理，即入射角度和折射角度相等均为θ，此时可以根据电磁波发射器发射的电磁波信号的方向，合理地放置检测器，使得检测器可以实时监测发生衍射现象的衍射后电磁波信号。
由上所述，根据电磁波发射器和检测器的2θ折射原理，检测器可以实时监测发生衍射现象的衍射后电磁波信号，将监测到的衍射后电磁波信号转换为可表示腐蚀深度的数字信号，通过电缆将该数字信号发送给数据分析系统。数据分析系统将该数字信号转换成可以被计算机系统识别和储存的数据信息，通过电缆传输给数据传输系统，数据传输系统将接收到的数据信息发送给计算机系统。计算机系统将接收到的数据信息与自身内部数据进行比对和分析，得出测量处水下装备的腐蚀程度。其中，计算机系统的自身内部数据是预先输入计算机系统的设定值，计算机系统将其接收到的表征腐蚀深度的数值与设定值进行比较，当大于设定值，表示腐蚀严重，可以提前告知用户，保证生产安全，且两者之间的差值越大，表示腐蚀程度越严重。
本实施例中，通过多点测量可以得出水下装备的腐蚀数据，其中可以通过人为移动水下装备，实现不同位置的多点测量。
本发明中，计算机系统还会反馈给电磁波发射器特定的工作信号，用于对监测出腐蚀严重的位置处进行后续重点监测，保证该腐蚀位置的测量精度，保障生产安全以及水下设备的正常运用。
综上所述，本发明利用电磁波发射器发射频率很高的电磁波，利用电磁波发射器和检测器2θ折射原理，使得检测器可以检测到此时衍射现象的衍射后电磁波信号，计算机系统对衍射后电磁波信号进行比对分析，从而能采集到水下装备氯离子数据的探测。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，其特征在于，包含：
电磁波发射器，其发射电磁波到水下装备上，得到衍射后电磁波信号；
检测器，其监测水下装备折射出的所述衍射后电磁波信号，将所述衍射后电磁波信号转换成可表征腐蚀深度的数字信号；
数据分析系统，其与所述检测器连接，接收所述检测器发送的数字信号，并转换成可被计算机系统识别和储存的数据信息；
数据传输系统，其与所述数据分析系统连接，接收所述数据分析系统发送的数据信息；
计算机系统，其与所述数据传输系统连接，接收所述数据传输系统发送的数据信息；所述计算机系统将接收到的数据信息与自身内部预设数据值进行比对和分析，得出水下装备测量处的腐蚀程度。
2.如权利要求1所述的水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，其特征在于，所述检测器根据电磁波发射器发射的电磁波方向确定位置，使得所述检测器能监测到所述衍射后电磁波信号。
3.如权利要求1所述的水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，其特征在于，所述电磁波发射器发射的电磁波的入射角度与所述水下装备折射出的衍射后电磁波信号的折射角度相等。
4.如权利要求1或2或3所述的水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，其特征在于，
所述电磁波的波长范围为0.06～20埃米。
5.如权利要求1所述的水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，其特征在于，所述检测器获得衍射后电磁波信号特征后，经过处理得到衍射图谱，利用衍射图谱信息得到晶体内部是否存在位错和晶格缺陷，得到可表征腐蚀深度的数字信号。
6.如权利要求1所述的水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，其特征在于，所述检测器通过电缆与所述数据分析系统连接。
7.如权利要求1所述的水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，其特征在于，所述数据分析系统通过电缆与所述数据传输系统连接。
8.如权利要求1所述的水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，其特征在于，所述计算机系统将用于后续重点监测水下装备腐蚀严重位置的工作信号反馈给所述电磁波发射器。
9.如权利要求1所述的水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，其特征在于，所述电磁波发射器、所述检测器、所述数据分析系统和所述数据传输系统均内置在一防水外壳中。
10.如权利要求9所述的水下装备氯离子腐蚀数据探测系统，其特征在于，所述防水外壳为水下潜航器。
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