CN204756461U - 一种管道变形检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种管道变形检测系统，属于管道变形检测技术领域，所要解决的技术问题是提供了一种使用方便，准确度高的管道变形检测系统，所采用的技术方案为包括埋设在地下管道外部的壳体，所述壳体内设置有振弦式传感器，振弦式传感器均匀设置在地下管道的外部，壳体内还设置有信号采集器，振弦式传感器与信号采集器电信号连接，信号采集器上连接有供电电源；信号采集器主要由信号采集模块、通讯模块、电源模块和激振电路构成，所述信号采集模块用于采集振弦式传感器的频率信号；激振电路用于控制振弦式传感器产生激振；信号采集器通过通讯模块与上位机进行连接；本实用新型广泛用于天然气、石油等介质管道的变形检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种管道变形检测系统，属于管道变形检测技术领域。
背景技术
管道作为天然气、石油等介质的长距离输送设施，被敷设于世界各地的陆地、海洋等各种环境之中。大部分油气管道是埋地管道，由于地震、地层的移动、地壳变迁、热输变形、第三方施工破坏等原因，常使管道产生不同程度的变形，如管道凹陷、椭圆变形、弯曲和下沉等。这些变形会使输送阻力增大，导致油气输送率下降；变形也会造成管道强度降低和管形变化，形成安全隐患。严重的地方可能导致管道破裂，造成停产，影响人身安全，带来经济损失。为了确保管道安全运行，需要长距离更换管道，但如果通过检测取得完整可靠的管道变形资料，则局部换管即可消除地下隐患，避免事故发生。另外对油气管道进行缺陷检测前，为保证缺陷检测器顺利通过管道，需要对管道进行变形检测，而且，管道由于变形引起的事故比管道缺陷事故更加频繁。因此定期对油气管道进行变形检测非常重要，通过获得的变形位置及变形量等可指导正确维修，并防止灾害发生。
目前国内外检测油气管道变形的方法包括以下几种：第一是通径检测器法，其主要采用新型电子测径仪，是在其尾部装有电磁场发射器，通过电磁波测出发射器与管壁之间的距离，并转变成电信号存储起来。将运行后的数据取出并加以分析和显示，就可以确定管道的变形及相应的位置。该测量方法目前在工程实际中使用较多，而且技术也较成熟。但是该方法准确度不高，检测速度慢，还要受自身电源使用时间的影响，对推进系统也有较高要求。第二是超声波检测法，其主要是利用超声波的脉冲发射原理。该方法原理简单，能够对厚壁大管径管道进行精确检测，而且检测数据简单，无需校验。其缺点是受超声波波长的限制，该方法只适合厚壁管，对薄壁管的检测精度较低；当变形较复杂时，将会出现多次反射，难以识别信号和确定变形。另外，由于超声波在空气中衰减很快，使用时一般需要在探头和被测物体之间施加耦合剂，所以用于天然气管道时，需要在一个介质段的两端运行两个常规清管器，超声波检测器放入介质段中运行，否则无法进行检测。第三是管内摄像法，基本原理是通过不断的对管壁四周进行摄像，然后对拍摄的图像进行监视、分析得到管道变形情况。这种检测方法比较直观，但该系统也存在一些不足之处，即管道直径与摄像镜头处形成的对边角最大不能超过摄像镜头的视角；另外，该装置光学摄像头需要光源，这不利于管道内远距离及自动化检测。
实用新型内容
本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供了一种使用方便，准确度高的管道变形检测系统。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种管道变形检测系统，包括埋设在地下管道外部的壳体，所述壳体内设置有振弦式传感器，振弦式传感器均匀设置在地下管道的外部，所述壳体内还设置有信号采集器，所述振弦式传感器与信号采集器电信号连接，所述信号采集器上连接有供电电源；所述信号采集器主要由信号采集模块、通讯模块、电源模块和激振电路构成，所述信号采集模块用于采集振弦式传感器的频率信号；激振电路用于控制振弦式传感器产生激振；信号采集器通过通讯模块与上位机进行连接。
优选的，所述供电电源主要由设置在地面上的标志桩和太阳能电池板构成，所述太阳能电池板安装在标志桩的顶部，所述太阳能电池板通过电源线与信号采集器的电源模块相连接。
优选的，所述振弦式传感器的数量为三个，分别设置在地下管道的正上方和左右两侧。
优选的，所述通讯模块为GPRS通讯模块。
本实用新型结构简单，使用方便，采用将振弦式传感器和信号采集器埋设在地下管道外部，通过控制振弦式传感器产生振动，信号采集器采集振弦式传感器的振动频率信号，并上传给上位机，然后通过采集到的频率和管道材质的变形系数，即可计算出管道变形的应变值，从而知道管道所受水平应力、垂直应力和轴向应力。
附图说明
图1为本实用新型管道变形检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作的具体实施例作进一步说明。
如图1所示，一种管道变形检测系统，包括埋设在地下管道外部的壳体1，壳体1内设置有振弦式传感器2，振弦式传感器2均匀设置在地下管道的外部，振弦式传感器2的数量一般为三个，分别设置在地下管道的正上方和左右两侧，也可以增加振弦式传感器的数量，壳体1内还设置有信号采集器3，振弦式传感器2与信号采集器3电信号连接，信号采集器3上连接有供电电源；信号采集器3主要由信号采集模块、通讯模块、电源模块和激振电路构成，所述信号采集模块用于采集振弦式传感器的频率信号；激振电路用于控制振弦式传感器产生激振；信号采集器3通过通讯模块与上位机4进行连接，通讯模块采用GPRS通讯模块。
其中，供电电源主要由设置在地面上的标志桩5和太阳能电池板6构成，所述太阳能电池板6安装在标志桩5的顶部，所述太阳能电池板6通过电源线与信号采集器3的电源模块相连接。
在实际使用过程中，信息采集器可根据事先设定时间或人为干预给振弦式传感器激发电信号，触发振弦振动，并采集振动频率。信息采集器采用gprs方式与上位机通信，上位机通过振动频率及管道材质的变形系数计算出管道变形的应变值。分析比较应变值与管道的许用应变，即可准确分析管道的变形情况。同时，通过三个传感器所采集并计算出的应变值，可准确计算管道所受水平应力、垂直应力和轴向应力。
此外，还可以根据管道所处地质实际情况，确定多个检测位置，结合多位置数据，分析变形情况。
上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种管道变形检测系统，其特征在于：包括埋设在地下管道外部的壳体（1），所述壳体（1）内设置有振弦式传感器（2），振弦式传感器（2）均匀设置在地下管道的外部，所述壳体（1）内还设置有信号采集器（3），所述振弦式传感器（2）与信号采集器（3）电信号连接，所述信号采集器（3）上连接有供电电源；所述信号采集器（3）主要由信号采集模块、通讯模块、电源模块和激振电路构成，所述信号采集模块用于采集振弦式传感器的频率信号；激振电路用于控制振弦式传感器产生激振；信号采集器（3）通过通讯模块与上位机（4）进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种管道变形检测系统，其特征在于：所述供电电源主要由设置在地面上的标志桩（5）和太阳能电池板（6）构成，所述太阳能电池板（6）安装在标志桩（5）的顶部，所述太阳能电池板（6）通过电源线与信号采集器（3）的电源模块相连接。
3.根据权利要求1所述的一种管道变形检测系统，其特征在于：所述振弦式传感器（2）的数量为三个，分别设置在地下管道的正上方和左右两侧。
4.根据权利要求1所述的一种管道变形检测系统，其特征在于：所述通讯模块为GPRS通讯模块。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107063515A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-08-18 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 集成式管道应力监测桩 |
| CN108535771A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-14 | 中国标准化研究院 | 一种埋地管道地震监测系统及模拟实验装置 |
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- 2015-06-02 CN CN201520370316.XU patent/CN204756461U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN108535771A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-14 | 中国标准化研究院 | 一种埋地管道地震监测系统及模拟实验装置 |
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