[发明专利]一种管道内部压强的无损监测方法

权利要求书

1.一种管道内部压强的无损监测方法，其特征在于，通过管道内部直径变化量与光纤光栅传感器所测得的变化量相同建立等式关系，得到管道内部压强和光纤光栅传感器所测得应变值的关系；通过测量安装在管道上的光纤光栅传感器的应变值，得到管道内部压强，从而进行管道内部压强的无损监测；具体如下：

管道任意一点的应力状态为：

环向应力：轴向应力：径向应力：σ₃＝-P；

其中，P为管道内部压强，d为管道外径长度，δ为管道壁厚；

管道内部直径增大量Δd：

其中，E为管道材质的弹性模量，ν为泊松比；

将σ₁和σ₂带入公式(1)，得到管道内部直径增大量与管道内部压强的关系为：

管道内部直径增大量是通过测量光纤光栅传感器的应变值来实现的，将传感器夹具与管道外壁紧密贴合，光纤光栅传感器安装在传感器夹具上，使管道内部直径增大量与光纤光栅传感器所测得的变化量相同；光纤光栅传感器所测得的变化量为：

Δd＝ε·L (3)

其中，ε为光纤光栅传感器测得的应变值，L为光纤光栅传感器标距；

联立公式(2)和(3)消去Δd，得到管道内部压强与光纤光栅传感器测得的应变值的关系如下：

因此，通过监测光纤光栅传感器所测得的应变值，最终获得管道内部压强；

光纤光栅传感器的安装方法如下：

传感器夹具与管道接触面的圆弧直径与管道外径相同，用环氧树脂胶将两个传感器夹具对称粘贴在管道表面；传感器夹具的两端开有凹槽；光纤光栅传感器的两端分别安装在两个传感器夹具凹槽端，且光纤光栅传感器的两端在同一水平面内；传感器夹具的上、下两端各安装一个光纤光栅传感器，两个传感器夹具凹槽端间距为光纤光栅传感器的标距；在传感器夹具凹槽端安装传感器夹具盖板，用螺丝拧紧，将光纤光栅传感器固定在传感器夹具上。