[发明专利]一种无线无源损伤泄漏监测系统及其控制方法

说明书

本申请一种无线无源损伤泄漏监测系统及其控制方法，系统包括：无源柔性压电传感及无线射频发送模块、无线射频动态阅读模块和现场处理显示模块；无源柔性压电传感及无线射频发送模块采集监测目标损伤后所产生的声波信号，在通过无线射频动态阅读模块外部供电时，经过调调理电路写入无源标签；无线射频动态阅读模块在进行阅读扫描时为无源柔性压电传感及无线射频发送模块供电，将其发送到现场处理显示模块；现场处理显示模块收集来自无线射频动态阅读模块的信息并根据模块自身含有的相关的管道损伤泄漏计算模型算法进行分析处理，执行管道损伤状态判别。解决如埋地管道等复杂环境下压力容器管道损伤泄漏的非破坏性随需巡检、智能判断问题。

技术领域

本发明涉及管道损伤检测技术领域，特别涉及一种无线无源损伤泄漏监测系统及其控制方法。

背景技术

目前，管道运输已经与公路、铁路、水运、航运并列，成为五大运输行业，每年由于管道损伤所导致的事故以及损失十分严重，因此，为了及时对管道的损伤进行维护，如何更加方便有效地对管道损伤进行检测，就成为了一个关键问题。

目前，针对管道损伤监测，主要有以下几种方法：

(1)传统方法：传统方法包括U形管压力计法、管道压力试验法、泡水法等，U形管压力计法通过向管道充气，在一定时间范围内查看U形管压力计的液位变化来判断管道的气密性；管道压力试验法通过常规压力表在试验期间进行压力记录，根据整个压力降来确定管道的气密性；泡水法则将管道浸泡于水中，观察管道有无进水或有无气泡漏出，来判定管道气密性。以上传统的监测方法，方法和原理都比较简单，但大都需要依靠人工读数记录，利用人肉眼的观察来判断，具有极大的人为误差，并且依赖于人的主观判断，缺乏严谨性，效率低下。

(2)现代压力监测方法：现代压力监测方法通常是一整个系统，根据其检测的原理又可分为直接压力测试法、超声波检测法等。直接压力测试法利用单片机为控制核心，以直接压力测试法为原理，自动完成充气、稳压、保压检测、分析、报警等操作，完成对管道气密性的判断。这种方法具有较好的检测重复性以及较高的检测精度，克服了传统方法人为误差大、操作复杂、易造成职业危害的缺点，但不具有实时监测的功能，不能对使用中的管道进行检测。超声波检测法将压力传感器安装在管道表面，通过计算机发出超声波进行激励，通过信号放大等处理传给压力传感器，产生的振动沿管道传播，遇到损伤时便可以反射回来，再由压力传感器接收信号，传给计算机或示波器，通过分析确定缺陷及其位置。这种方法可以直接应用与使用中的管道，随时监测管道的气密性，但针对于复杂结构或深埋在地下中的管道而言，这种有线的方法就表现出了其局限性。

现有技术在管道损伤监测方面已经做了很多研究，系统也趋于完善，但系统大都是在信号处理方面的创新，针对信号的采集仍停留在外加激励以及有线的采集方式，例如对于地下管道，保温层下的管道，埋地油气管道的腐蚀泄漏监测，这些系统就难以进行有效的监测。

发明内容

为了解决现有系统存在针对腐蚀泄漏监测方面的不足，提高埋地管道损伤监测的是实时性与高效性，本发明提出一种无线无源损伤泄漏监测系统及其控制方法。该系统充分利用柔性压电薄膜，射频识别原理，结合信号处理的相关方法，构建无线无源的柔性损伤泄漏监测系统；获得了检测管道损伤状态以及损伤位置判断的方法，建立了无线读取管道状态损伤信息的系统结构；揭示了管道损伤引起的声波振动规律。

为达到上述目的，本发明采用的技术手段是：

一种无线无源损伤泄漏监测系统，包括：无源柔性压电传感及无线射频发送模块、无线射频动态阅读模块和现场处理显示模块；

所述无源柔性压电传感及无线射频发送模块，包括柔性声波传感器和无源标签，用于采集监测目标损伤后所产生的声波信号，进而通过柔性声波传感器转化为电压信号，在通过无线射频动态阅读模块外部供电时，经过调理电路写入无源标签；