[發明專利]管道超聲導波腐蝕監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201610018945.5
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105651859B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 駱蘇軍;耿曉艷;伍建軍;寇治國
• 申請（專利權）人: 杭州浙達精益機電技術股份有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種管道超聲導波腐蝕監測裝置，其特征在于：

包括永久安裝在被監測管道(1)上的超聲導波換能器(2)；

包括與超聲導波換能器(2)相連的限流模塊(3)，限流模塊(3)對導通電流進行控制；

包括與限流模塊(3)相連的法拉電容組(4)，法拉電容組(4)將瞬時大電流傳輸到超聲導波換能器(2)中使其產生一個矩形脈沖磁場；

包括與法拉電容組(4)輸入端相連的觸發模塊(6)，觸發模塊(6)控制法拉電容組(4)導通及斷開；

包括與法拉電容組(4)輸入端相連的充電模塊(5)，充電模塊(5)為法拉電容組(4)進行快速充電直到電容飽和；

包括與觸發模塊(6)相連的同步信號接收(7)，同步信號接收(7)通過延時啟動觸發模塊(6)；

包括分別與同步信號接收(7)和超聲導波換能器(2)相連的超聲導波收發模塊(8)，超聲導波收發模塊(8)發射激勵信號給同步信號接收(7)，超聲導波收發模塊(8)提供動態電流并發射超聲導波驅動信號給超聲導波換能器(2)，同時接收超聲導波換能器(2)的回波信號。

2.根據權利要求1所述的一種管道超聲導波腐蝕監測裝置，其特征在于：

所述超聲導波換能器(2)包含有用于產生矩形脈沖磁場的線圈，線圈的瞬時通電電流為100A。

3.根據權利要求1所述的一種管道超聲導波腐蝕監測裝置，其特征在于：

所述法拉電容組(4)的耐壓為100V，在100A電流放電，放電時間為30ms時的電壓下降小于5％。

4.使用權利要求1～3任一所述裝置進行的一種管道超聲導波腐蝕監測方法，其特征在于：

1)利用超聲導波換能器(2)在被監測管道(1)上進行超聲導波的實時激勵與接收，將第一次激勵產生的超聲導波回波信號作為基準信號，將第一次激勵后激勵產生的超聲導波回波信號作為采樣信號；

2)超聲導波收發模塊(8)接收基準信號和采樣信號，將基準信號和采樣信號均先進行DAC曲線校正(9)獲得距離波幅曲線作為衰減特性，再將基準信號和采樣信號依次進行提取信號極大值(10)、三次樣條曲線擬合(11)、計算樣條曲線系數(12)和提取包絡信號(13)，輸出基準信號和采樣信號的包絡信號；

3)將提取包絡信號(13)輸出的基準信號和采樣信號的包絡信號進行包絡減法計算(14)，對兩個包絡信號的包絡曲線進行減法運算，得到包絡差值；

4)將包絡減法計算(14)輸出的包絡差值進行差值冪運算(15)，將差值進行冪次方運算，得到對比度清晰的分析曲線，作為腐蝕信號；將分析曲線進行定量分析(16)和趨勢分析(17)，對缺陷信號進行腐蝕量大小及腐蝕變化的分析，從而實現管道超聲導波的腐蝕監測。

5.根據權利要求4所述的一種管道超聲導波腐蝕監測方法，其特征在于：

所述的DAC曲線校正(9)是對超聲導波回波信號進行距離波幅曲線分析，得到超聲導波回波信號的距離波幅曲線，作為衰減特性。

6.根據權利要求4所述的一種管道超聲導波腐蝕監測方法，其特征在于：

所述提取信號極大值(10)是從輸入的離散信號中去除信號序列的兩個端點后取極大值，得到以(x_i，y_i)，i＝0，1，2…n表示的二維坐標點陣數據并輸出，i表示二維坐標點陣中二維坐標點的序數。

7.根據權利要求4所述的一種管道超聲導波腐蝕監測方法，其特征在于：

所述三次樣條曲線擬合(11)是對每個離散區間的數據用三次多項式進行擬合，擬合為光滑曲線，其導數和二次導數均是連續的。

8.根據權利要求4所述的一種管道超聲導波腐蝕監測方法，其特征在于：

所述計算樣條曲線系數(12)是對每個三次樣條曲線的系數項利用光滑曲線的數據節點和兩個端點作為已知條件進行求解。