[發明專利]一種在線式管道腐蝕的測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201110063399.4
• 申請日: 2011-03-16
• 公開（公告）號: CN102156090A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 段道景
• 申請（專利權）人: 深圳格魯森科技有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01B7/06
• 代理公司: 深圳市中聯專利代理有限公司 44274
• 代理人: 李俊

技術領域

本發明涉及一種在線式管道腐蝕的測量裝置及方法，具體地說是一種在線式采用多種抗干擾、降噪聲技術的電阻法測量金屬管道壁厚和腐蝕率的測量裝置及測量方法。

發明內容

本發明提供一種能夠準確的測量管道的真實腐蝕狀況且具有抗干擾能力強、靈敏度高的在線式管道腐蝕的測量裝置及方法。

為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種在線式管道腐蝕的測量裝置，其包括：探針裝置10和采集器20，所述探針裝置10包括4組頂針19、溫度補償片18；所述采集器20包括安全柵21、22、23、變頻信號源28、放大器24、25、A/D轉換器26、27、DSP處理器30、通訊模塊29、Flash芯片31；

所述溫度補償片18通過所述安全柵23信號連接變頻信號源28，所述變頻信號源28信號連接所述DSP處理器30，所述溫度補償片18還通過安全柵22信號連接放大器25，所述放大器25信號連接A/D轉換器27，所述A/D轉換器27信號連接所述DSP處理器30；

所述頂針19通過安全柵21信號連接放大器24，所述放大器24信號連接A/D轉換器26，所述A/D轉換器26信號連接所述DSP處理器30。

優選地，所述的4組頂針19包括頂在被測管道上的頂針頭和用于連接所述安全柵的頂針座，所述頂針頭與頂針座彈性連接在一起。

一種在線式管道腐蝕的測量方法，根據測量被測管道12的電阻R1和溫度補償片18的電阻R2，計算得到被測管道12的壁厚d及腐蝕率m。

優選地，所述的被測管道12的壁厚依照公式1：d＝k/x得到管道壁厚d，其中k是和被測管道12的長度、直徑、材料及和溫度補償片18相關的常數，x為被測管道12和溫度補償片18的電阻比值。

優選地，所述的腐蝕率計算依照公式2：m＝m＝(d1-d2)/(t2-t1)，得到腐蝕率m，其中t1，t2為兩個時間點，d1對應t1時間點的管壁壁厚，d2對應t2時間點的管壁壁厚。

優選地，所述的測量方法包括：數據采集及處理步驟，所述數據采集及處理步驟如下：

在測量被測管道12的電阻R1前，DSP處理器30先通知變頻信號源28對外不施加激勵信號，DSP處理器30進行數據采集，將采集的數據進行FFT變換，尋找出干擾最小的若干個頻點，然后由變頻信號源28在該若干個頻點上向外施加激勵信號，DSP處理器30再進行數據采集，將結果進行FFT變換，計算出該若干個頻點的在所述電阻比值的校正系數，并存儲該若干個頻點和對應點的校正系數；

在測量被測管道12的電阻時，DSP處理器30先通知變頻信號源28對外不施加激勵信號，DSP處理器30進行數據采集，將采集的數據進行FFT變換，找出存儲的頻點中干擾最小的一個頻點，然后將該干擾最小的一個頻點通知變頻信號源28，變頻信號源28在該干擾最小的一個頻點向外施加激勵信號，同時將該激勵信號每個周期的起始時刻發送給DSP處理器30，DSP處理器30根據每個周期的起始時刻將多次采集到的數據在時域內進行疊加，DSP處理器30將所述疊加的結果進行FFT變換，將被測管道12和溫度補償片18的電阻在該頻點的電阻比值x作為測量結果，并使用所述存儲的校正系數對該測量結果x進行校正，根據所述校正后的測量結果、所述公式(1)和公式(2)計算得到被測管道12的壁厚d及腐蝕率m。

通過實施以上技術方案，具有以下技術效果：

1、直接測量被測管道的壁厚和被測管道腐蝕率，真實反映管道的實際情況，可直接替代人工定點測厚。

2、靈敏度高，抗干擾能力強，工作效率高。該測量裝置的測量電阻采用變頻信號源，可以找出干擾最低的頻率點，可通過信號疊加、頻域分析技術抑制噪聲信號，與現有技術中采用通頻測量相比，增強了抗干擾能力，提高了靈敏度，可得到比人工超聲波測厚更準確的管道壁厚數據。

4、實現遠程在線測量，該測量裝置與上位計算機進行通訊連接，實現測量結果的遠程通訊，由上位計算機處理并顯示測量結果和腐蝕曲線，可以實時在線監測金屬的腐蝕狀況。

5、適用范圍廣，可應用于石油、石化、發電、燃氣、自來水等行業的管道腐蝕監測。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的在線式管道腐蝕的測量裝置的信號處理硬件框圖；

圖2是本發明實施例提供的被測管道和溫度補償片的結構原理圖；

圖3是本發明實施例提供的安全柵的電路原理圖；

圖4是本發明實施例提供的變頻信號源電路原理圖；

圖5是本發明實施例提供的計算頻段及校正系數流程圖；