[發明專利]管壁厚度在線監測儀、系統及方法

在審

• 申請號: 201710114658.9
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106767462A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 譚易東;潘奕;李辰;丁慶
• 申請（專利權）人: 華訊方舟科技有限公司;深圳市太赫茲科技創新研究院
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 吳平

技術領域

本發明涉及管壁厚度測量領域，特別是涉及一種管壁厚度在線監測儀、系統及方法。

背景技術

日常生產生活中，各種各樣的水管、油管、輸氣管等管道運輸十分常見，是國民經濟中不可缺少的重要組成部分。其中，管壁的厚度則是決定管道質量的最重要因素，直接決定管道的承重，連接性，可靠性，以及美觀等因素。

傳統的管壁測厚儀大多數是接觸式的，無法進行在線測量。目前，市場上常見的管壁厚度測量方法普遍采用超聲波測量和X射線測量，超聲波雖然能發現物體的輪廓和狀態，但需要接觸物體進行檢測，此種檢測手段也會對管壁造成一定程度的磨損。X射線測量是一種非接觸型無損測厚技術，但裝置昂貴，操作復雜，測量范圍小，并且工作人員需要配備防輻射的裝置，大大提高了成本和操作的難度。

發明內容

基于此，有必要提供一種管壁厚度在線監測儀、系統及方法，無需接觸管壁就可以實現管壁厚度快速、準確的檢測。

一方面，本發明提出一種管壁厚度在線監測儀，所述在線監測儀包括：

太赫茲發生裝置，用于產生太赫茲探測波并向待測管壁發射；

太赫茲接收裝置，用于接收透過所述待測管壁的太赫茲探測波，以根據所述太赫茲探測波透過所述待測管壁后發生的衰減獲取所述待測管壁的厚度。

上述管壁厚度在線監測儀，包括太赫茲發生裝置和太赫茲接收裝置，太赫茲發生裝置用于產生太赫茲探測波并向待測管壁發射，太赫茲接收裝置用于接收透過所述待測管壁的太赫茲探測波，以根據所述太赫茲探測波透過所述待測管壁后發生的衰減獲取所述待測管壁的厚度；在對管壁厚度進行檢測時，設置在其內的太赫茲發生裝置發出太赫茲探測波，并入射到待測管壁上，當該太赫茲探測波透過該待測管壁時會發生衰減，太赫茲接收裝置探測到太赫茲探測波的變化，進而可以得到待測管壁的厚度；該管壁厚度在線監測儀無需接觸管壁就可以實現管壁厚度快速、準確的檢測。

在其中一個實施例中，所述在線監測儀開設有用于供待測管壁穿入的空洞。

在其中一個實施例中，所述待測管壁的厚度滿足：

d＝(Δt×c)/n；

其中，Δt為所述太赫茲接收裝置接收到的太赫茲探測波經過所述待測管壁時產生的衰減對應的吸收峰的延遲時間，c為光速，n為所述待測管壁的折射率。

在其中一個實施例中，所述太赫茲發生裝置包括產生激光脈沖的激光器、產生偏置電壓的直流偏置裝置和光電導發射天線，所述光電導發射天線在所述偏置電壓的作用下將所述激光脈沖轉換為太赫茲波發射出去。

在其中一個實施例中，所述太赫茲接收裝置為光電導探測天線。

在其中一個實施例中，還包括第一分束器和延時器，所述第一分束器將所述激光脈沖分為探測光和泵浦光，并將所述探測光發送給所述光電導發射天線，將所述泵浦光經延時器處理后發送給所述太赫茲接收裝置。

在其中一個實施例中，還包括設置在所述太赫茲探測波的發射路徑上的第一太赫茲透鏡和第二分束器，所述第一太赫茲透鏡用于對所述太赫茲探測波進行聚焦處理，所述第二分束器用于將經過聚焦處理后的太赫茲探測波轉換為平行光輸出。

在其中一個實施例中，還包括第二太赫茲透鏡，設置在所述太赫茲探測波的發射路徑上，用于對透過所述待測管壁的太赫茲探測波進行聚焦處理，并發送給所述太赫茲接收裝置。

在其中一個實施例中，還包括鎖相器，設置在所述太赫茲探測波的接收路徑上，用于對所述太赫茲接收裝置接收到的太赫茲探測波進行鎖相和放大處理，并將處理后的太赫茲探測波發送到計算終端。

另一方面，本發明提出一種管壁厚度在線監測系統，包括上述管壁厚度在線監測儀和管壁擠出機，所述管壁擠出機用于將管道成型并輸送至所述管壁厚度在線監測儀的空洞中。

再一方面，本發明提出一種管壁厚度在線監測方法，包括：

向待測管壁發射太赫茲探測波；

接收透過了所述待測管壁的太赫茲探測波；

根據所述太赫茲探測波透過所述待測管壁后發生的衰減獲取所述待測管壁的厚度。

在其中一個實施例中，所述待測管壁的厚度滿足：

d＝(Δt×c)/n；

其中，Δt為所述太赫茲接收裝置接收到的太赫茲探測波經過所述待測管壁時產生的衰減對應的吸收峰的延遲時間，c為光速，n為所述待測管壁的折射率。

附圖說明

圖1為一實施例中管壁厚度在線監測儀的結構示意圖；

圖2為一實施例中太赫茲接收裝置接收到的太赫茲探測波的波形圖；