[发明专利]基于物联网的管道内部腐蚀状况超声波监测系统及方法

权利要求书

1.基于物联网的管道内部腐蚀状况超声波监测系统及方法，所述系统包括：

太阳能供电和储电部分，户外地上立杆及无线工作站箱体部分，超声波测厚主机部分和多个监测点无线组成物联网部分，其中，

所述太阳能供电和储电部分包括多晶硅太阳能电池板，太阳能板控制器，铅酸电池和DC/DC模块；

所述户外地上立杆及无线工作站箱体部分包括无线工作站箱体，箱体抱箍支架，不锈钢抱箍，箱体立杆支架；

所述超声波测厚主机部分包括测厚主板密封盒子，多通道收发切换板，超声波测厚主板，超声波探头，探头夹具，管道温度测量模块，无线通讯模块；

所述多个监测点无线组成物联网部分包括无线通讯网关；

其中，

所述多晶硅太阳能电池板功率范围为10W-70W，电压为18V；

所述太阳能板控制器的电压设置为12V/24V，且电压自动识别为可适配电压，电流为3A；

所述无线工作站箱体为镀锌钢或不锈钢，尺寸为300mmⅹ400mmⅹ170mm；

所述箱体抱箍支架为300mm横杆；

所述不锈钢抱箍的伸缩范围为20mm-120mm；

所述箱体立杆支架的长度为3m，壁厚为2mm，所述箱体立杆支架包括上杆和下杆，上杆长度为1.5m，下杆长度为1.5m；

所述测厚主板密封盒子尺寸为200mmⅹ155mmⅹ80mm；

所述多通道收发切换板的通道数量范围为1-2048个，且通道可以任意组合，所述多通道收发切换板的收发切换开关为模拟开关芯片，分立晶体管开关或继电器；

所述超声波测厚主板为工业级；

所述超声波探头的频率范围为0.2MHz-20MHz，所述超声波探头的传感器类型为压电超声波传感器或电磁超声波传感器，且压电超声波传感器为单晶片或双晶片，晶片直径范围为3mm-30mm，且电磁超声波传感器为永磁体或电磁铁加线圈制作；

所述探头夹具为ABS，尼龙或金属壳体，且扎带紧固；

所述管道温度测量模块的传感器为热电偶，铂电阻或测温芯片；

所述无线通讯模块为串口；

所述无线通讯网关为以太网，4G或5G。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述无线通讯模块设置为LoRa，NB-IoT，WiFi，ZigBee或者BLE。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述无线通信网关设置为可以接入1-15公里范围内所有监测点的数据，所述无线通信网关设置为链接到本地，私有云或公有云。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述太阳能供电和储电部分包括多晶硅太阳能电池板1个，太阳能板控制器1个，铅酸电池1个和DC/DC模块；

所述户外地上立杆及无线工作站箱体部分包括无线工作站箱体1个，箱体抱箍支架2个，不锈钢抱箍2个，箱体立杆支架1个；

所述超声波测厚主机部分包括测厚主板密封盒子1个，多通道收发切换板1个，超声波测厚主板1个，超声波探头数量范围1-2048个，探头夹具数量范围1-2048个，无线通讯模块1个；

所述多个监测点无线组成物联网部分包括无线通讯网关的数量跟物联网设计规划相关。

5.根据权利要求1-4之一所述的系统，其特征在于：

所述超声波探头包括超声波传感器，镶嵌在所述探头夹具中形成传感器阵列，所述探头夹具的数量和所述超声波传感器的数量跟管道直径相关，所述探头夹具的直径和所述超声波传感器的直径及频率跟管道材质及厚度相关。

6.一种基于物联网的管道内部腐蚀状况超声波实时在线监测方法，所述方法由权利要求5所述的系统执行，包括：

根据腐蚀监测对象的形状特点，所述超声波传感器阵列采用柱面坐标、球面坐标和直角坐标的方式布置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

管道的腐蚀监控，采用柱面坐标的方式布置。