CN112304208B - 油气管道轴向变形监测装置及方法 - Google Patents

油气管道轴向变形监测装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112304208B
CN112304208B CN202011284794.0A CN202011284794A CN112304208B CN 112304208 B CN112304208 B CN 112304208B CN 202011284794 A CN202011284794 A CN 202011284794A CN 112304208 B CN112304208 B CN 112304208B
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
gas pipeline
resistance wire
ultra
stroke
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011284794.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112304208A (zh
Inventor
何吉
陈才
徐畅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University WHU
Original Assignee
Wuhan University WHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University WHU filed Critical Wuhan University WHU
Priority to CN202011284794.0A priority Critical patent/CN112304208B/zh
Publication of CN112304208A publication Critical patent/CN112304208A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112304208B publication Critical patent/CN112304208B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G01B7/18—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种油气管道轴向变形监测装置及方法，该装置包括轴向且绝缘的固定在油气管道外表面的超长电阻丝、与超长电阻丝平行的轨道以及配合在轨道上的行走小车，行走小车上设有一对电导片、电流检测模块、行程检测模块、数据处理模块和数据存储上传模块，在行走小车的移动路径上电导片始终与超长电阻丝接触形成回路，行程检测模块能检测行走小车的行程，电流检测模块能检测回路电流，数据处理模块能根据行走小车的行程及回路电流得到所在行程位置的电阻丝变形量，即得到所在行程位置的油气管道轴向变形量，数据存储上传模块用于存储各行程位置的油气管道轴向变形量并上传至监控端。本发明能为油气管道轴向变形提供快速、高效、经济的实时监测，使用时不影响油气管道的正常运行。

Description

油气管道轴向变形监测装置及方法
技术领域
本发明属于管道监测领域，具体涉及一种油气管道轴向变形监测装置及方法。
背景技术
油气管道作为存在较多不安全因素的特种设备，当出现质量问题时，会造成比较严重的安全事故和环境污染。因此，在油气管道正常运行以后，对油气管道的变形监测工作就显得非常重要。现有的油气管道监测方式主要是在油气管道表面选取个别测点，在测点位置沿油气管道轴向布置应变计，通过读取应变计的信号，监测油气管道的变形量。由于应变计的工作环境恶劣，所以单支成本较高，为了减少应变计的数量、控制成本，测点通常只能在少量高风险区域内选取，并且间隔布置，但是这些区域不一定是油气管道的真实破坏区域，这些测点往往不是油气管道的最终破坏位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种油气管道轴向变形监测装置及方法，该装置能为油气管道轴向变形提供快速、高效、经济的实时监测，使用时不影响油气管道的正常运行。
本发明所采用的技术方案是：
一种油气管道轴向变形监测装置，包括轴向且绝缘的固定在油气管道外表面的超长电阻丝、与超长电阻丝平行的轨道以及配合在轨道上的行走小车，行走小车上设有一对电导片、电流检测模块、行程检测模块、数据处理模块和数据存储上传模块，在行走小车的移动路径上电导片始终与超长电阻丝接触形成回路，行程检测模块能检测行走小车的行程，电流检测模块能检测回路电流，数据处理模块能根据行走小车的行程及回路电流得到所在行程位置的电阻丝变形量，即得到所在行程位置的油气管道轴向变形量，数据存储上传模块用于存储各行程位置的油气管道轴向变形量并上传至监控端。
进一步地，对于所在行程位置的电阻丝变形量ΔL的计算，由于所在行程位置的超长电阻丝的电阻
Figure GDA0003293082640000011
其中L为所在行程位置的超长电阻丝的长度、A为所在行程位置的超长电阻丝的横截面积、ρ1为超长电阻丝的电阻率，且有
Figure GDA0003293082640000012
其中ρ2为超长电阻丝的密度、M为所在行程位置的超长电阻丝的质量，因此有
Figure GDA0003293082640000013
即R∝L2；当油气管道轴向发生变形时，固定于油气管道上的超长电阻丝同等变形，利用回路电流
Figure GDA0003293082640000021
其中，U为加载的电压，以及
Figure GDA0003293082640000022
即可得到所在行程位置的电阻丝长度L，再根据电导片间的固定长度L、，即可得到所在行程位置的电阻丝变形量ΔL＝L-L、。
进一步地，行程检测模块包括角度计，角度计用于检测行走小车车轮的转动角度，行走小车的行程为
Figure GDA0003293082640000023
其中θ为角度计读数、S为行走小车车轮的周长、π为圆周率。
进一步地，当监测到所在行程位置的油气管道轴向变形量超过设定的阈值时，数据存储上传模块向监控端上传当前行走小车的行程位置、所在行程位置的油气管道轴向变形量并报警。
进一步地，当油气管道较长时，在轨道上配合多个行走小车，进行分区监测。
进一步地，监测前，先沿油气管道全行程运行一次，记录各行程位置的电阻丝初始电阻值。
进一步地，轨道、行走小车和超长电阻丝罩在壳体内，壳体横跨的支撑在油气管道的上部两侧，轨道固定在壳体上且位于超长电阻丝上方，行走小车悬挂配合在轨道上，电导片位于行走小车下部且与超长电阻丝上部接触。
进一步地，行走小车上的电流线路和数据线路位于轨道下方。
进一步地，超长电阻丝采用康铜丝，采用绝缘粘合剂固定。
一种油气管道轴向变形监测方法，在油气管道外表面绝缘的固定轴向的超长电阻丝，通过行走小车带动一对电导片沿超长电阻丝移动，电导片与超长电阻丝始终接触形成回路，先检测行走小车的行程和回路电流，然后根据行走小车的行程及回路电流得到所在行程位置的电阻丝变形量，即得到所在行程位置的油气管道轴向变形量，然后存储各行程位置的油气管道轴向变形量并上传至监控端。
本发明的有益效果是：
该装置能为油气管道轴向变形提供快速、高效、经济的实时监测，使用时不影响油气管道的正常运行。
附图说明
图1是本发明实施例中油气管道轴向变形检测装置的工作示意图一。
图2是本发明实施例中油气管道轴向变形检测装置的工作示意图二。
图中：1-外壳；2-轨道；3-行走小车；4-电导片；5-超长电阻丝。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
本发明的原理是：在油气管道外表面绝缘的固定轴向的超长电阻丝5，通过行走小车3带动一对电导片4沿超长电阻丝5移动，电导片4与超长电阻丝5始终接触形成回路，先检测行走小车3的行程和回路电流，然后根据行走小车3的行程及回路电流得到所在行程位置的电阻丝变形量，即得到所在行程位置的油气管道轴向变形量，然后存储各行程位置的油气管道轴向变形量并上传至监控端。为了实现上述原理，采用如下方案。
实施例一
如图1和图2所示，一种油气管道轴向变形监测装置，包括轴向且绝缘的固定在油气管道外表面的超长电阻丝5、与超长电阻丝5平行的轨道2以及配合在轨道2上的行走小车3，行走小车3上设有一对电导片4、电流检测模块、行程检测模块、数据处理模块和数据存储上传模块，在行走小车3的移动路径上电导片4始终与超长电阻丝5接触形成回路，行程检测模块能检测行走小车3的行程，电流检测模块能检测回路电流，数据处理模块能根据行走小车3的行程及回路电流得到所在行程位置的电阻丝变形量，即得到所在行程位置的油气管道轴向变形量，数据存储上传模块用于存储各行程位置的油气管道轴向变形量并上传至监控端。该装置能为油气管道轴向变形提供快速、高效、经济的实时监测，使用时不影响油气管道的正常运行。
对于所在行程位置的电阻丝变形量ΔL的计算——由于所在行程位置的超长电阻丝5的电阻
Figure GDA0003293082640000031
其中L为所在行程位置的超长电阻丝5的长度、A为所在行程位置的超长电阻丝5的横截面积、ρ1为超长电阻丝5的电阻率，且有
Figure GDA0003293082640000032
其中ρ2为超长电阻丝5的密度、M为所在行程位置的超长电阻丝5的质量，因此有
Figure GDA0003293082640000033
即R∝L2；当油气管道轴向发生变形时，固定于油气管道上的超长电阻丝5同等变形，利用回路电流
Figure GDA0003293082640000034
其中，U为加载的电压，以及
Figure GDA0003293082640000035
即可得到所在行程位置的电阻丝长度L，再根据电导片4间的固定长度L、，即可得到所在行程位置的电阻丝变形量ΔL＝L-L、。
对于行走小车3的行程的计算——行程检测模块包括角度计，角度计用于检测行走小车3车轮的转动角度，行走小车3的行程为
Figure GDA0003293082640000036
其中θ为角度计读数、S为行走小车3车轮的周长、π为圆周率。
当监测到所在行程位置的油气管道轴向变形量超过设定的阈值时，数据存储上传模块向监控端上传当前行走小车3的行程位置、所在行程位置的油气管道轴向变形量并报警。
当油气管道较长时，可以在轨道2上配合多个行走小车3，进行分区监测。
监测前，先沿油气管道全行程运行一次，记录各行程位置的电阻丝初始电阻值。
如图1和图2所示，在本实施例中，轨道2、行走小车3和超长电阻丝5罩在壳体1内，壳体1横跨的支撑在油气管道的上部两侧，轨道2固定在壳体1上且位于超长电阻丝5上方，行走小车3悬挂配合在轨道2上，电导片4位于行走小车3下部且与超长电阻丝5上部接触，壳体1既能为装置提供封闭环境，防止外部条件如地下水等对装置的监测影响，又能为轨道2和行走小车3提供可靠的安装位置。在本实施例中，行走小车3上的电流线路和数据线路位于轨道2下方，避免缠绕。在本实施例中，超长电阻丝5采用康铜丝，采用绝缘粘合剂固定，可以防止金属的油气管道对电路回路的影响。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种油气管道轴向变形监测装置，其特征在于：包括轴向且绝缘的固定在油气管道外表面的超长电阻丝、与超长电阻丝平行的轨道以及配合在轨道上的行走小车，行走小车上设有一对电导片、电流检测模块、行程检测模块、数据处理模块和数据存储上传模块，在行走小车的移动路径上电导片始终与超长电阻丝接触形成回路，行程检测模块能检测行走小车的行程，电流检测模块能检测回路电流，数据处理模块能根据行走小车的行程及回路电流得到所在行程位置的电阻丝变形量，即得到所在行程位置的油气管道轴向变形量，数据存储上传模块用于存储各行程位置的油气管道轴向变形量并上传至监控端。
2.如权利要求1所述的油气管道轴向变形监测装置，其特征在于：对于所在行程位置的电阻丝变形量ΔL的计算，由于所在行程位置的超长电阻丝的电阻
Figure FDA0003293082630000011
其中L为所在行程位置的超长电阻丝的长度、A为所在行程位置的超长电阻丝的横截面积、ρ1为超长电阻丝的电阻率，且有
Figure FDA0003293082630000012
其中ρ2为超长电阻丝的密度、M为所在行程位置的超长电阻丝的质量，因此有
Figure FDA0003293082630000013
即R∝L2；当油气管道轴向发生变形时，固定于油气管道上的超长电阻丝同等变形，利用回路电流
Figure FDA0003293082630000014
其中，U为加载的电压，以及
Figure FDA0003293082630000015
即可得到所在行程位置的电阻丝长度L，再根据电导片间的固定长度L、，即可得到所在行程位置的电阻丝变形量ΔL＝L-L、。
3.如权利要求1所述的油气管道轴向变形监测装置，其特征在于：行程检测模块包括角度计，角度计用于检测行走小车车轮的转动角度，行走小车的行程为
Figure FDA0003293082630000016
其中θ为角度计读数、S为行走小车车轮的周长、π为圆周率。
4.如权利要求1所述的油气管道轴向变形监测装置，其特征在于：当监测到所在行程位置的油气管道轴向变形量超过设定的阈值时，数据存储上传模块向监控端上传当前行走小车的行程位置、所在行程位置的油气管道轴向变形量并报警。
5.如权利要求1所述的油气管道轴向变形监测装置，其特征在于：当油气管道较长时，在轨道上配合多个行走小车，进行分区监测。
6.如权利要求1所述的油气管道轴向变形监测装置，其特征在于：监测前，先沿油气管道全行程运行一次，记录各行程位置的电阻丝初始电阻值。
7.如权利要求1所述的油气管道轴向变形监测装置，其特征在于：轨道、行走小车和超长电阻丝罩在壳体内，壳体横跨的支撑在油气管道的上部两侧，轨道固定在壳体上且位于超长电阻丝上方，行走小车悬挂配合在轨道上，电导片位于行走小车下部且与超长电阻丝上部接触。
8.如权利要求7所述的油气管道轴向变形监测装置，其特征在于：行走小车上的电流线路和数据线路位于轨道下方。
9.如权利要求1所述的油气管道轴向变形监测装置，其特征在于：超长电阻丝采用康铜丝，采用绝缘粘合剂固定。
10.一种油气管道轴向变形监测方法，其特征在于：在油气管道外表面绝缘的固定轴向的超长电阻丝，通过行走小车带动一对电导片沿超长电阻丝移动，电导片与超长电阻丝始终接触形成回路，先检测行走小车的行程和回路电流，然后根据行走小车的行程及回路电流得到所在行程位置的电阻丝变形量，即得到所在行程位置的油气管道轴向变形量，然后存储各行程位置的油气管道轴向变形量并上传至监控端。
CN202011284794.0A 2020-11-17 2020-11-17 油气管道轴向变形监测装置及方法 Active CN112304208B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011284794.0A CN112304208B (zh) 2020-11-17 2020-11-17 油气管道轴向变形监测装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011284794.0A CN112304208B (zh) 2020-11-17 2020-11-17 油气管道轴向变形监测装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112304208A CN112304208A (zh) 2021-02-02
CN112304208B true CN112304208B (zh) 2021-11-30

Family

ID=74334807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011284794.0A Active CN112304208B (zh) 2020-11-17 2020-11-17 油气管道轴向变形监测装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112304208B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114659436B (zh) * 2022-03-30 2024-03-29 西安建筑科技大学 一种回拖管道轴向变形测量方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0185650A1 (de) * 1984-12-21 1986-06-25 VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft Schlauch, insbesondere Hydraulikdruckschlauch
SU1262272A1 (ru) * 1984-06-12 1986-10-07 Предприятие П/Я А-7727 Прижимное устройство дл наклейки тензорезисторов на конструкции
CN2057278U (zh) * 1989-08-08 1990-05-16 江西省交通科学技术研究所 带支座的电阻应变式传感器
CN106898213A (zh) * 2017-04-14 2017-06-27 淮北师范大学 一种同心圆电极静电场模拟装置及使用方法
CN208026210U (zh) * 2018-04-26 2018-10-30 中国安全生产科学研究院 一种地埋大直径薄壁柔性管道变形监测装置
CN109388865A (zh) * 2018-09-25 2019-02-26 武汉大学 一种地沉降工况下的杆塔应急失效预警方法
CN209295902U (zh) * 2018-08-01 2019-08-23 四川嘉盛裕环保工程有限公司 油气管道几何变形检测装置
CN110375634A (zh) * 2019-06-26 2019-10-25 上海建工集团股份有限公司 一种滑动变阻式应变计及其使用方法
CN111307031A (zh) * 2020-03-16 2020-06-19 西南石油大学 一种埋地管道安全状态监测与预警方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1545210A (en) * 1976-02-19 1979-05-02 Russell J Strain gauges

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1262272A1 (ru) * 1984-06-12 1986-10-07 Предприятие П/Я А-7727 Прижимное устройство дл наклейки тензорезисторов на конструкции
EP0185650A1 (de) * 1984-12-21 1986-06-25 VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft Schlauch, insbesondere Hydraulikdruckschlauch
CN2057278U (zh) * 1989-08-08 1990-05-16 江西省交通科学技术研究所 带支座的电阻应变式传感器
CN106898213A (zh) * 2017-04-14 2017-06-27 淮北师范大学 一种同心圆电极静电场模拟装置及使用方法
CN208026210U (zh) * 2018-04-26 2018-10-30 中国安全生产科学研究院 一种地埋大直径薄壁柔性管道变形监测装置
CN209295902U (zh) * 2018-08-01 2019-08-23 四川嘉盛裕环保工程有限公司 油气管道几何变形检测装置
CN109388865A (zh) * 2018-09-25 2019-02-26 武汉大学 一种地沉降工况下的杆塔应急失效预警方法
CN110375634A (zh) * 2019-06-26 2019-10-25 上海建工集团股份有限公司 一种滑动变阻式应变计及其使用方法
CN111307031A (zh) * 2020-03-16 2020-06-19 西南石油大学 一种埋地管道安全状态监测与预警方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
地下储气库油管轴向变形安全评价研究;刘进博 等;《新疆石油天然气》;20171231;第13卷(第4期);第86-91页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112304208A (zh) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112304208B (zh) 油气管道轴向变形监测装置及方法
KR102199752B1 (ko) 이동 센싱을 통한 지중 배전선로 구간별 고장 검출 및 자동 복구 장치
JPS6335102A (ja) トロリ−アシスト車両用パンタグラフの架線外れ検知装置
CN107069965B (zh) 配电网跨步电压漏电报警装置及供电辖区配电网漏电监控系统
US10882700B1 (en) Embedded scraper rotation angle detection device for scraper conveyor and detection method
CN106099756A (zh) 基于微气象预测的输电线路覆冰灾害分析装置
JP2015075371A (ja) レベル検出装置及びレベル監視システム
CN204905172U (zh) 一种具有评估触点磨损的断路器
CN110271813B (zh) 一种刮板输送机内嵌式刮板转角检测装置及检测方法
CN103344306A (zh) 一种环保用wsn浮子液位检测装置及方法
CN206847721U (zh) 一种煤仓料位监控装置
CN105600353B (zh) 一种圆管带式输送机胶带运行状态检测装置及方法
CN107765116A (zh) 一种用于电缆终端在线监测装置的在线监测方法
CN1987500A (zh) 电位法架空线路在线监测系统的方法
CN205039122U (zh) 一种断路器
CN208155501U (zh) 接触网张力补偿装置在线监测装置
CN109444676A (zh) 基于非接触式电场测量的行波故障定位方法
CN113324612B (zh) 一种管道内水位跟踪测量系统
CN113945244B (zh) 用于直埋gil故障预警的土壤状态监测装置
CN104798628B (zh) 一种温室大棚保温被自动控制系统
CN204116155U (zh) 一种电热毯测试机
CN117572102B (zh) 一种基于空间电场传感技术的绝缘子检测系统及方法
CN203587696U (zh) 一种在线式浮顶储罐等电位电阻检测装置
JP3291434B2 (ja) トロリ線摩耗検出方法
CN216670166U (zh) 一种不易损坏的电力系统绝缘监测设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant