【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于反射縱波的壓力容器壓力檢測方法和測量系統(tǒng)
[〇〇〇1] 本專利屬非介入式壓力檢測
，尤其涉及一種基于反射縱波的壓力容器壓 力檢測方法和測量系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
壓力容器是一種承受壓力載荷的密閉容器，其主要作用是存儲(chǔ)、運(yùn)輸高壓的氣體 或液體，或者是為熱量交換、物質(zhì)反應(yīng)提供一個(gè)密閉的空間，廣泛應(yīng)用于石油化工、醫(yī)藥、冶 金、航空航天、輕工紡織等行業(yè)。 由于壓力容器往往工作在高溫、高壓環(huán)境，承載的介質(zhì)多為易燃、劇毒或腐蝕性介 質(zhì)，因此壓力容器是一種具有較高危險(xiǎn)性的特種設(shè)備。一旦發(fā)生泄漏、爆炸等事故，將會(huì)造 成人員傷亡和重大財(cái)產(chǎn)損失。通過對壓力容器安全事故原因分析，因操作失誤或異常化學(xué) 反應(yīng)引起的過壓是壓力容器安全事故的主要原因之一。如果能做到實(shí)時(shí)檢測并嚴(yán)格控制其 壓力必將大大減少壓力容器的安全隱患，從而有力地促進(jìn)安全生產(chǎn)。 傳統(tǒng)的壓力檢測方法均為介入式，即需要在壓力容器上開孔引壓，以便將壓力引 導(dǎo)至壓力傳感器處。此種方法的主要弊端為：1)開孔會(huì)引起孔邊緣處應(yīng)力集中，容易引起 裂紋等缺陷，造成許多壓力容器爆炸、泄漏等安全事故的發(fā)生；2)某些情況下，由于客觀條 件限制或結(jié)構(gòu)要求不允許開孔。因此實(shí)現(xiàn)壓力的非介入式檢測將會(huì)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中迫切 需要解決的科學(xué)問題，也是檢測技術(shù)學(xué)科發(fā)展的必然趨勢。 在非介入式壓力檢測
，主要有以下幾種方法：1)應(yīng)變法，即把應(yīng)變片或 光纖光柵直接粘貼在壓力容器外壁上，通過對其應(yīng)變的測量來實(shí)現(xiàn)壓力的檢測。2)電容法， 即將電極置于管壁外側(cè)，通過測量由壓力變化引起的介電常數(shù)變化來實(shí)現(xiàn)壓力的檢測。3) 超聲檢測法，...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于反射縱波的壓力檢測方法，其特征在于它的步驟如下：1)入射縱波在界面發(fā)生波型轉(zhuǎn)換，選擇第四反射縱波作為壓力檢測的波形當(dāng)入射縱波以第一臨界角入射時(shí)，在超聲波探頭和壓力容器管壁界面處發(fā)生波型轉(zhuǎn)換，并在外管壁處產(chǎn)生臨界折射縱波和折射橫波，臨界折射縱波沿外管壁傳播至接收探頭處被接收；折射橫波在壓力容器管壁中傳播，并在內(nèi)管壁處發(fā)生反射，產(chǎn)生反射縱波?I和反射橫波?I；根據(jù)Snell定律，反射縱波?I的反射角為90°，沿內(nèi)管壁傳播；反射橫波?I繼續(xù)在壓力容器管壁中傳播，并在外管壁處再次發(fā)生反射，產(chǎn)生第一反射縱波和反射橫波?II，第一反射縱波沿外管壁傳播至接收探頭，反射橫波?II繼續(xù)在壓力容器管壁中傳播，并在內(nèi)管壁處再次發(fā)生反射，產(chǎn)生反射縱波?II和反射橫波?III，反射縱波?II沿著內(nèi)管壁傳播，而反射橫波?III繼續(xù)在壓力容器管壁中傳播，按照這種傳播方式，在壓力容器管壁中傳播的橫波會(huì)在外管壁以及內(nèi)管壁發(fā)生多次反射，產(chǎn)生多個(gè)沿著內(nèi)管壁傳播的反射縱波以及多個(gè)沿著外管壁傳播的反射縱波，因此，固定在外管壁的接收探頭會(huì)接收到臨界折射縱波、第一反射縱波、第二反射縱波、第三反射縱波、第四反射縱波等超聲波信...
【技術(shù)特征摘要】
1. 一種基于反射縱波的壓力檢測方法，其特征在于它的步驟如下： 1) 入射縱波在界面發(fā)生波型轉(zhuǎn)換，選擇第四反射縱波作為壓力檢測的波形 當(dāng)入射縱波以第一臨界角入射時(shí)，在超聲波探頭和壓力容器管壁界面處發(fā)生波型轉(zhuǎn) 換，并在外管壁處產(chǎn)生臨界折射縱波和折射橫波，臨界折射縱波沿外管壁傳播至接收探頭 處被接收；折射橫波在壓力容器管壁中傳播，并在內(nèi)管壁處發(fā)生反射，產(chǎn)生反射縱波-I和 反射橫波-I ;根據(jù)Snell定律，反射縱波-I的反射角為90°，沿內(nèi)管壁傳播；反射橫波-I 繼續(xù)在壓力容器管壁中傳播，并在外管壁處再次發(fā)生反射，產(chǎn)生第一反射縱波和反射橫 波-Π ，第一反射縱波沿外管壁傳播至接收探頭，反射橫波-II繼續(xù)在壓力容器管壁中傳 播，并在內(nèi)管壁處再次發(fā)生反射，產(chǎn)生反射縱波-II和反射橫波-III，反射縱波-II沿著內(nèi) 管壁傳播，而反射橫波-III繼續(xù)在壓力容器管壁中傳播，按照這種傳播方式，在壓力容器 管壁中傳播的橫波會(huì)在外管壁以及內(nèi)管壁發(fā)生多次反射，產(chǎn)生多個(gè)沿著內(nèi)管壁傳播的反射 縱波以及多個(gè)沿著外管壁傳播的反射縱波，因此，固定在外管壁的接收探頭會(huì)接收到臨界 折射縱波、第一反射縱波、第二反射縱波、第三反射縱波、第四反射縱波等超聲波信號(hào)； 由于入射縱波產(chǎn)生的折射橫波能量要明顯強(qiáng)于臨界折射縱波，故接收探頭接收到的信 號(hào)中，由折射橫波所產(chǎn)生的一系列反射縱波能量普遍大于臨界折射縱波，且隨著傳播距離 的增加，臨界折射縱波的衰減程度相比于反射縱波更為明顯。因此反射縱波可以作為感受 應(yīng)力、壓力變化的理想檢測波形，按照高信噪比和易于識(shí)別的原則，選擇第四反射縱波作為 檢測波形； 2) 建立基于反射縱波的壓力測量模型，獲得壓力容器內(nèi)壓與超聲波傳播時(shí)延之間的關(guān) 系； 3) 基于FIR數(shù)字濾波器與互相關(guān)算法獲取精確的傳播時(shí)延； 4) 對壓力測量模型進(jìn)行溫度補(bǔ)償，完成基于反射縱波的壓力檢測。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于反射縱波的壓力檢測方法，其特征在于所述的步驟 2)具體為： 根據(jù)超聲波聲彈性原理和板殼理論，得到壓力測量模型為：(1) ...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周洪亮，周漢華，畢瑤，趙延杰，
申請(專利權(quán))人：浙江大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33
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