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原文传递 一种金属管道特性分析系统
专利名称: 一种金属管道特性分析系统
摘要: 本发明公开一种金属管道特性分析系统,包括:电流源,电阻网络,参考板,压差信号监测单元,差分放大电路,基于斩波技术的放大电路,移相电路,锁相放大电路,数模转换电路,主控电路,计算模块,分析模块。可直接获得各被测电极对之间的电阻,通过对电阻网络的分析,分析得到管道特性。能够节约电能,降低了对电子元件的要求,提高了易燃易爆环境下的安全性。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 北京;11
申请人: 中国特种设备检测研究院
发明人: 段汝娇;陈金忠;杨永;何仁洋;孟祥吉;孙明;马义来;黄辉
专利状态: 有效
申请日期: 2019-06-14T00:00:00+0800
发布日期: 2019-08-16T00:00:00+0800
申请号: CN201910517218.7
公开号: CN110133054A
代理机构: 北京科领智诚知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人: 陈士骞
分类号: G01N27/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址: 100013 北京市朝阳区和平街西苑2号
主权项: 1.一种金属管道特性分析系统,其特征在于,包括: 电流源,用于向金属管道的待监测区域提供电流; 电阻网络,所述电阻网络由在管道外壁焊接的监测电极形成的电极矩阵中的电极对之间的电阻形成;该多个电极以X行Y列的形式排列;X、Y均为大于1的正整数;电阻网络中的每个电极间隔相同; 参考板,所述参考板与管道同材质,焊接在管道外壁,所述参考板上焊接有一对参考电极; 压差信号监测单元,用于测量得到任意两个监测电极之间的压差信号; 差分放大电路,连接至所述压差信号监测单元;用于对压差信号监测单元的输出信号实现差分放大; 基于斩波技术的放大电路,连接至所述差分放大电路;用于对所述差分放大电路的输出信号实现放大; 锁相放大电路,连接至所述基于斩波技术的放大电路,用于将基于斩波技术的放大电路输出的信号的相位调整到与锁相放大电路的参考信号相同相位;并放大与所述锁相放大电路产生的参考信号相同频率的信号; 数模转换电路,连接至所述锁相放大电路,用于将经所述锁相放大电路输出的模拟信号转换为数字信号; 主控电路,用于按设定的时间间隔对所述数字信号采样,并将所述采样结果输出至计算模块; 计算模块,用于接收采样结果,并根据采样结果计算得到所述两个监测电极形成的电极对之间管道的指纹系数FC: 其中,FCki(t)——电极对ki在t时刻的指纹系数; vki(0)——电极对ki在监测开始t=0时的电压; vk0(0)——参考电极对k0在监测开始t=0时的电压; vki(t)——电极对ki在t时刻的电压; vk0(t)——参考电极对k0在t时刻的电压; 分析模块,用于根据所述指纹系数FC分析得到所述金属管道特性。 2.根据权利要求1所述的金属管道特性分析系统,其特征在于,所述电流源为正向激励电流源。 3.根据权利要求1-2所述的金属管道特性分析系统,其特征在于,所述正向激励电流为1Hz到1kHz频率可调的正向激励电流。 4.根据权利要求1-3所述的金属管道特性分析系统,其特征在于,所述金属管道特性为金属管道腐蚀度。 5.根据权利要求1-4所述的金属管道特性分析系统,其特征在于,电阻网络中的监测电极间隔为管道壁厚度的2-3倍。 6.根据权利要求1-5所述的金属管道特性分析系统,其特征在于,所述计算模块还用于: 对于非规则分布在管道外表面的电极,通过以下公式得到电压与壁厚的对应关系: 其中,K0(*)为第二类修正贝塞尔函数,T为管道壁厚,k2=iωμσ,ω为频率,μ为磁导率,σ为材料电导率; 其中,I为输入正向激励电流的幅值,表示点m与点n之间的距离。 7.根据权利要求1-6所述的金属管道特性分析系统,其特征在于,所述两个监测电极分别位于所述管道上的焊缝两侧。 8.根据权利要求1-7所述的金属管道特性分析系统,其特征在于,所述参考板为与所述管道同材质的金属板。
所属类别: 发明专利
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