[发明专利]一种埋地管道应力无损监测测量装置及监测方法

说明书

本发明涉及一种埋地管道应力无损监测测量装置及监测方法，属于管道监测技术领域。该装置包括磁通量传感器、数据采集仪、计算机和太阳能供电系统，磁通量传感器设置在被测埋地管道表面，磁通量传感器与数据采集仪连接，数据采集仪与计算机连接，数据采集仪外接太阳能供电系统。本发明基于铁磁性材料的磁弹效应原理，即当铁磁性材料承受的外界机械荷载发生变化时，其内部产生应变，从而产生应力σ，使得磁化强度(磁导率)发生变化，通过测量铁磁性材料构件的磁导率变化，有效测量铁磁性材料的应力。本发明可解决埋地管道应力变化难以测量的问题，提供实时检测数据，操作简便、可靠性高，且不破坏管道。

技术领域

本发明涉及一种埋地管道应力无损监测测量装置及监测方法，属于管道监测技术领域。

背景技术

埋地钢制管道输送是目前油气输送的主要手段。但是，埋地油气管道在服役期间会因为受到局部载荷的作用，使其在受力位置产生应力集中区域，该区域的存在容易诱发裂纹，导致管道失效乃至发生事故。因此，对应力集中区域进行监测与评估，可以起到对铁磁管道早期诊断的作用，有力保障管道的安全运行。

然而，现在却没有对埋地管道应力无损监测测量装置及监测方法。

发明内容

针对现有技术中输气管道应力监测的不足，本发明提供一种埋地管道应力无损监测测量装置及监测方法，本发明基于铁磁性材料的磁弹效应原理，即当铁磁性材料承受的外界机械荷载发生变化时，其内部产生应变，从而产生应力σ，使得磁化强度(磁导率)发生变化，通过测量铁磁性材料构件的磁导率变化，有效测量铁磁性材料的应力。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种埋地管道应力无损监测测量装置，磁通量传感器1、数据采集仪5、计算机9和太阳能供电系统11，磁通量传感器1设置在被测埋地管道2表面，磁通量传感器1与数据采集仪5连接，数据采集仪5与计算机9连接，数据采集仪5外接太阳能供电系统11。

所述埋地管道应力无损监测测量装置还包括无线发射/接收器6，数据采集仪5通过无线发射/接收器6与计算机9无线连接。

所述磁通量传感器1包括温度传感器12、保护壳13、激磁线圈14、测量线圈15和数据传输接口16，温度传感器12和测量线圈15均设置在激磁线圈14的内侧，激磁线圈14外侧设置保护壳13，数据传输接口16穿过保护壳13的侧端面，温度传感器12、激磁线圈14和测量线圈15均与数据传输接口16连接，数据采集仪5通过信号传输线3与数据传输接口16连接。

进一步的，数据采集仪5设置有传感器接口4、远程数据接口7和电源接口8，传感器接口4通过信号传输线3与磁通量传感器1的数据传输接口16连接，远程数据接口7与计算机9连接，电源接口8外接太阳能供电系统11。

所述太阳能供电系统11包括太阳能电池板17、太阳能充放电控制器19、蓄电池18和直/交流逆变器20，太阳能电池板17、蓄电池18、直/交流逆变器20均与太阳能充放电控制器19连接，数据采集仪5外接太阳能供电系统11的直/交流逆变器20。

所述温度传感器设置在激磁线圈内测，实时测量管体温度，保护壳起到保护温度传感器、激励线圈、测量线圈和数据传输接口的作用，测量线圈设置在激磁线圈的内侧，激磁线圈即初级线圈的两端加交流激励信号，测量线圈在激磁线圈即初级线圈施加激励信号后会产生感应电动势；

所述数据采集仪采集测量线圈产生感应电动势，并传输给计算机，计算机对测量数据的处理，即可得出埋地管道的应力变化情况，可解决埋地管道应力变化难以测量的问题，提供实时检测数据，操作简便、可靠性高；