[发明专利]管壁厚度在线监测仪、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及管壁厚度测量领域，特别是涉及一种管壁厚度在线监测仪、系统及方法。

背景技术

日常生产生活中，各种各样的水管、油管、输气管等管道运输十分常见，是国民经济中不可缺少的重要组成部分。其中，管壁的厚度则是决定管道质量的最重要因素，直接决定管道的承重，连接性，可靠性，以及美观等因素。

传统的管壁测厚仪大多数是接触式的，无法进行在线测量。目前，市场上常见的管壁厚度测量方法普遍采用超声波测量和X射线测量，超声波虽然能发现物体的轮廓和状态，但需要接触物体进行检测，此种检测手段也会对管壁造成一定程度的磨损。X射线测量是一种非接触型无损测厚技术，但装置昂贵，操作复杂，测量范围小，并且工作人员需要配备防辐射的装置，大大提高了成本和操作的难度。

发明内容

基于此，有必要提供一种管壁厚度在线监测仪、系统及方法，无需接触管壁就可以实现管壁厚度快速、准确的检测。

一方面，本发明提出一种管壁厚度在线监测仪，所述在线监测仪包括：

太赫兹发生装置，用于产生太赫兹探测波并向待测管壁发射；

太赫兹接收装置，用于接收透过所述待测管壁的太赫兹探测波，以根据所述太赫兹探测波透过所述待测管壁后发生的衰减获取所述待测管壁的厚度。

上述管壁厚度在线监测仪，包括太赫兹发生装置和太赫兹接收装置，太赫兹发生装置用于产生太赫兹探测波并向待测管壁发射，太赫兹接收装置用于接收透过所述待测管壁的太赫兹探测波，以根据所述太赫兹探测波透过所述待测管壁后发生的衰减获取所述待测管壁的厚度；在对管壁厚度进行检测时，设置在其内的太赫兹发生装置发出太赫兹探测波，并入射到待测管壁上，当该太赫兹探测波透过该待测管壁时会发生衰减，太赫兹接收装置探测到太赫兹探测波的变化，进而可以得到待测管壁的厚度；该管壁厚度在线监测仪无需接触管壁就可以实现管壁厚度快速、准确的检测。

在其中一个实施例中，所述在线监测仪开设有用于供待测管壁穿入的空洞。

在其中一个实施例中，所述待测管壁的厚度满足：

d＝(Δt×c)/n；

其中，Δt为所述太赫兹接收装置接收到的太赫兹探测波经过所述待测管壁时产生的衰减对应的吸收峰的延迟时间，c为光速，n为所述待测管壁的折射率。

在其中一个实施例中，所述太赫兹发生装置包括产生激光脉冲的激光器、产生偏置电压的直流偏置装置和光电导发射天线，所述光电导发射天线在所述偏置电压的作用下将所述激光脉冲转换为太赫兹波发射出去。

在其中一个实施例中，所述太赫兹接收装置为光电导探测天线。

在其中一个实施例中，还包括第一分束器和延时器，所述第一分束器将所述激光脉冲分为探测光和泵浦光，并将所述探测光发送给所述光电导发射天线，将所述泵浦光经延时器处理后发送给所述太赫兹接收装置。

在其中一个实施例中，还包括设置在所述太赫兹探测波的发射路径上的第一太赫兹透镜和第二分束器，所述第一太赫兹透镜用于对所述太赫兹探测波进行聚焦处理，所述第二分束器用于将经过聚焦处理后的太赫兹探测波转换为平行光输出。

在其中一个实施例中，还包括第二太赫兹透镜，设置在所述太赫兹探测波的发射路径上，用于对透过所述待测管壁的太赫兹探测波进行聚焦处理，并发送给所述太赫兹接收装置。

在其中一个实施例中，还包括锁相器，设置在所述太赫兹探测波的接收路径上，用于对所述太赫兹接收装置接收到的太赫兹探测波进行锁相和放大处理，并将处理后的太赫兹探测波发送到计算终端。

另一方面，本发明提出一种管壁厚度在线监测系统，包括上述管壁厚度在线监测仪和管壁挤出机，所述管壁挤出机用于将管道成型并输送至所述管壁厚度在线监测仪的空洞中。

再一方面，本发明提出一种管壁厚度在线监测方法，包括：

向待测管壁发射太赫兹探测波；

接收透过了所述待测管壁的太赫兹探测波；

根据所述太赫兹探测波透过所述待测管壁后发生的衰减获取所述待测管壁的厚度。

在其中一个实施例中，所述待测管壁的厚度满足：

d＝(Δt×c)/n；

其中，Δt为所述太赫兹接收装置接收到的太赫兹探测波经过所述待测管壁时产生的衰减对应的吸收峰的延迟时间，c为光速，n为所述待测管壁的折射率。

附图说明

图1为一实施例中管壁厚度在线监测仪的结构示意图；

图2为一实施例中太赫兹接收装置接收到的太赫兹探测波的波形图；