[发明专利]一种检测金属管道参数的方法及系统

权利要求书

1.一种检测金属管道参数的方法，所述参数包括管道内径CID和管道电磁属性PEM；所述方法包括：

S101、将两个检测线圈和一个发射线圈放入待检测的管道中，所述两个检测线圈和一个发射线圈均与所述待检测的管道的同轴放置，所述发射线圈位于两个检测线圈之间，且与两个检测线圈的距离相等；

S102、建立电磁传播阻抗与管道内径CID和电磁属性PEM的函数关系式；通过CID和PEM双参数拟合得到确定函数和CID、PEM之间的函数关系式；所述确定函数为包含所述电磁传播阻抗的相位及幅度比信息的表达式；

S103、模拟检测过程得到电磁传播阻抗理论值Z_th，在发射线圈上施加激励信号并实际检测得到电磁传播阻抗的实际检测值Z_ex；分别将Z_th和Z_ex代入所述确定函数得到第一函数值和第二函数值；求解能使第一、第二函数值间的差距最小的CID和PEM，作为检测结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，建立电磁传播阻抗与管道内径CID和电磁属性PEM的函数关系式的步骤包括：

所述电磁传播阻抗为空气中的传播阻抗Z_air与受管道影响的传播阻抗Z_w之和；其中：

Zair=jωμ0∫0∞F(x,DT,DR,d)dx;]]>

Zw=jωμ0∫0∞T(x,DT,DR,d)B(x,μw,μ0,σw,b)dx;]]>

式中，x表示沿电磁场传输方向的积分量；

函数F(x,D_T,D_R,d)、T(x,D_T,D_R,d)表示空气及管道两种环境条件中与管道参数无关的阻抗分量；

其中，D_T和D_R分为发射线圈和检测线圈的直径，d为发射线圈和检测线圈之间的距离，μ_w和σ_w分别为管壁的磁导率和电导率，μ₀为管内介质的磁导率，b为CID/2，b=CID/2,ω为线圈激励信号的角频率；

所述B函数为：B(x,μw,μ0,σw,b)=ξK0(xb)-K1(xb)ξI0(xb)+I1(xb);]]>

其中I_n(x)和K_n(x)分别为第一类和第二类修正贝塞尔函数；n为阶次，取值为0、1、2；

简化后得到管道电磁传播阻抗的耦合度ξ为：

ξ=2x(1+j)1μ0ωPEM,PEM=μwσw.]]>