[发明专利]一种燃气管道泄漏检测用模拟测量装置及其测试方法有效

专利信息
申请号: 201910385938.2 申请日: 2019-05-09
公开(公告)号: CN110307946B 公开(公告)日: 2020-12-04
发明(设计)人: 赵敖寒;马衍坤;李尧斌;敬文霞;王强 申请(专利权)人: 安徽理工大学
主分类号: G01M3/24 分类号: G01M3/24;G01H17/00;G01N33/24
代理公司: 合肥顺超知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 34120 代理人: 周发军
地址: 232001 安徽省淮南*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 燃气 管道 泄漏 检测 模拟 测量 装置 及其 测试 方法
【权利要求书】:

1.一种燃气管道泄漏检测用模拟测量装置,其特征在于:该测量装置包括箱体单元、声波测试单元及土体状况监测单元;

所述箱体单元包括填土箱、垫块、顶板和加载活塞,所述填土箱的壳体由透明可视材料制成,所述填土箱上端开口处的顶板为能够竖直位移的活动板,且顶板开设有一个通孔,左侧面板以及底侧面板各自开设有若干均匀布置的预留孔;所述加载活塞的底端与填土箱的顶板相抵,能够对填土箱填充的复合土体进行压力补充,模拟复合土体在不同埋深的实际受力状况;

所述声波测试单元包括声波采集设备、声波测试探头和脉冲源,所述脉冲源嵌入通孔,并向复合土体发出声波信号;所述声波测试探头嵌入左侧面板以及底侧面板的预留孔,并接收经复合土体传输后的声波信号;

所述土体状况监测单元包括刻度尺、土壤湿度测量仪、土壤湿度测试探针,所述刻度尺沿竖直方向固定于填土箱的右侧面板处,所述土壤湿度测试探针的一端贯穿填土箱的右侧面板并设置在复合土体的各层土体中,另一端与土壤湿度测量仪连接。

2.根据权利要求1所述的燃气管道泄漏检测用模拟测量装置,其特征在于:所述填土箱由聚甲基丙烯酸甲酯材料制成。

3.根据权利要求1所述的燃气管道泄漏检测用模拟测量装置,其特征在于:所述填土箱的顶板内壁固定有橡胶垫。

4.根据权利要求1所述的燃气管道泄漏检测用模拟测量装置,其特征在于:所述通孔、预留孔的末端均设置有用来保证脉冲源或声波测试探头与土壤耦合接触、防止声波信号衰减失真的耦合垫片。

5.根据权利要求1所述的燃气管道泄漏检测用模拟测量装置,其特征在于:所述填土箱的左侧面板开设有至少3个均匀布置的预留孔,所述填土箱的底侧面板开设有3-6个均匀布置的预留孔。

6.一种如权利要求1所述燃气管道泄漏检测用模拟测量装置的测试方法,其特征在于包括如下步骤:

1)在地面垂直向埋地燃气管道所在位置钻孔,钻孔长度为L,每隔8-20cm取一份土壤样品,测试每一份土壤的湿度和密度,并根据实测不同位置土壤的湿度和密度将土体分为n层,n为正整数;

2)配置不同湿度和密度的土壤,分层铺设在填土箱内,每一层土壤的厚度为hi,按照以下公式计算,

其中,H为填土箱的高度,li为埋地燃气管道上方某一层土体的厚度,L为钻孔长度;

3)在铺设土壤时,将土壤湿度测试探针分别置于各层土壤之中,并将数据传输线从填土箱中引出,并与土壤湿度测量仪连接;

4)土壤铺设完毕后将橡胶垫、顶板依次放置在复合土体的上方,利用加载活塞对复合土体施加载荷P,P按照以下公式计算,

P=(li-hi)·s·ρi

其中,hi为填土箱内某一层土壤的厚度,li为埋地燃气管道上方某一层土体的厚度,s为填土箱的底面积,ρi为第i层土壤的容重;

5)将脉冲源穿过通孔与耦合垫片接触,将声波测试探头穿过预留孔与耦合垫片接触;

6)利用脉冲源向复合土体发出主频为14kHz,频带范围为0~20kHz的声波信号;并利用声波测试仪采集不同位置处的声波信号;

7)对不同位置采集的声波信号进行分析,计算土壤中声波的衰减系数;从声波衰减系数入手,分析得出声波在不同密度、不同湿度的复合土体中的传播规律;衰减系数α按照以下公式计算,

其中,A1为脉冲源的发射信号幅值,A2为声波测试探头的接收信号幅值,a为脉冲源到声波测试探头的水平距离,b为脉冲源到声波测试探头的垂直距离。

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