[實(shí)用新型]大口徑高壓天然氣管道物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721233094.2
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN207231717U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍源;鐘明壽;程良玉;紀(jì)沖;毛益明;范磊;李興華;馬華原;吳建宇;宋歌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學(xué)
• 主分類號: G01L23/18
• 分類號: G01L23/18
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于高壓管道輸送工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大口徑高壓天然氣管道物理爆炸試驗沖擊波的測量單元。

背景技術(shù)

高壓輸氣管道在運(yùn)行過程中，但由于近域施工行為、環(huán)境腐蝕、機(jī)械或材料失效、自然災(zāi)害及其他未知因素的影響，天然氣管道爆裂事故時有發(fā)生，爆炸產(chǎn)生的爆破沖擊波不僅會造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，還將形成地面人員傷亡、建筑物及設(shè)施破壞受損等災(zāi)難性事故。

為盡量減小損失、加快事故發(fā)生后的搶修進(jìn)程，國內(nèi)外廣泛開展了大口徑高壓金屬管道的裂縫形成及擴(kuò)展的力學(xué)行為研究。目前的研究方法是對天然氣管道爆破沖擊波的產(chǎn)生機(jī)理、傳播規(guī)律進(jìn)行理論分析研究，但其與實(shí)際的爆炸試驗還有較大的差異，很有必要對所使用的金屬管進(jìn)行全尺寸爆破試驗，測量獲得爆炸沖擊波參數(shù)，用于其防護(hù)研究。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提出一種大口徑高壓天然氣管道物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)，通過在天然氣管道爆炸起始裂紋附近設(shè)置沖擊波測量傳感器陣列，獲得管道布設(shè)區(qū)域的爆炸沖擊波參數(shù)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

大口徑高壓天然氣管道物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)，包括布設(shè)在天然氣管道附近的若干只沖擊波傳感器，所述的傳感器分為平行通道陣列、垂直通道陣列和傾斜通道陣列，所述的平行通道陣列設(shè)置在天然氣管道的爆破起始裂縫點(diǎn)為起始點(diǎn)平行于天然氣管道方向的位置；所述的垂直通道陣列設(shè)置在爆破起始裂縫點(diǎn)為起始點(diǎn)垂直于天然氣管道方向的位置，所述的傾斜通道陣列設(shè)置在爆破起始裂縫點(diǎn)為起始點(diǎn)與天然氣管道方向呈45°的方向位置。

上述大口徑高壓天然氣管道物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)中，平行通道陣列中相鄰傳感器的間距相等。

上述大口徑高壓天然氣管道物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)中，垂直通道陣列中相鄰傳感器的間距從起始點(diǎn)向外逐步增加。

上述大口徑高壓天然氣管道物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)中，傾斜通道陣列中相鄰傳感器的間距從起始點(diǎn)向外逐步增加。

上述大口徑高壓天然氣管道物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)中，沖擊波傳感器為固定在支桿上的自由場壓力傳感器。

上述大口徑高壓天然氣管道物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)中，支桿為空心圓柱桿，通過混凝土底座固定在地面上。

上述大口徑高壓天然氣管道物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)中，支桿上設(shè)置有不同高度的傳感器固定孔，傳感器根據(jù)試驗要求固定在不同的高度處。

上述大口徑高壓天然氣管道物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)中，自由場壓力傳感器為子彈型結(jié)構(gòu)，尖頭部分的壓力敏感單元正對空中沖擊波傳播方向，傳感器尾部固定在支桿上。

上述大口徑高壓天然氣管道物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)中，大口徑高壓天然氣管道為充高壓氣體密封管道，爆破起始裂縫點(diǎn)設(shè)置在天然氣管道的中間位置。

本實(shí)用新型具有的有益技術(shù)效果如下：

一、本實(shí)用新型采用沖擊波傳感器陣列布置在大口徑高壓天然氣管道附近，將傳感器布置成平行通道、垂直通道和傾斜通道，測量獲得以天然氣管道爆破起始裂縫點(diǎn)為起點(diǎn)的沖擊波參數(shù)，并以此參數(shù)類推，在傳感器數(shù)量有限的前提下，獲得整個爆炸區(qū)域內(nèi)的沖擊波參數(shù)。

二、本實(shí)用新型的不同傳感器通道布設(shè)的傳感器間距不同，與爆炸沖擊波傳播速率相匹配，滿足了測量分辨率的要求。

三、本實(shí)用新型的傳感器采用子彈型的自由場壓阻傳感器，測試中將尖頭部分的壓敏單元正對爆破起始裂縫點(diǎn)，傳感器尾部固定在支桿上，并采用彈性支架，有效減弱了沖擊波在土介質(zhì)中傳播時對自由場沖擊波測量結(jié)果的影響。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)中傳感器布放位置示意圖；

圖2為本實(shí)用新型自由場沖擊波傳感器后端處理示意圖；

圖3為本實(shí)用新型物理爆炸沖擊波測量系統(tǒng)中傳感器支架示意圖；

圖4為本實(shí)用新型自由場沖擊波傳感器布設(shè)示意圖；

附圖標(biāo)記為：1—管道；2—爆破起始裂縫點(diǎn)；3—傳感器布點(diǎn)；4—平行通道陣列；5—垂直通道陣列；6—傾斜通道陣列；7—土中沖擊波傳播方向；8—混凝土底座；9—支桿；10—自由場沖擊波傳感器；11—傳感器固定孔；12—空中沖擊波傳播方向。

具體實(shí)施方式

空氣沖擊波測試采用壓阻式壓力傳感器的測試方法，該測試方法適合于測試爆炸空氣沖擊波瞬態(tài)信號。考慮到實(shí)際情形只需研究近地面目標(biāo)，主要是人員和建筑物等受爆炸沖擊波的危害效應(yīng)，本項目采用近地面二維場測試方案，采用分布式壓阻式壓力傳感器測試系統(tǒng)進(jìn)行天然氣管道物理爆炸沖擊波的測試。