[发明专利]一种基于仿真技术的工业管道孪生健康监测方法及系统

权利要求书

1.一种基于仿真技术的工业管道孪生健康监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在管道关键位置通过传感器采集工作状态下管路实际受到的载荷数据；

将传感器采集到的数据根据传感器接口进行分类存储；

将传感器采集到的数据加载到CAE仿真模型上，通过真实测试数据对CAE仿真模型进行加载计算得到有限元仿真结果，利用有限元仿真结果获得管网任意位置的多物理场信息；

将管网任意位置的多物理场信息进行存储并以可视化形式对数据进行展现；

根据有限元仿真结果分析得到管道的健康状态，根据管道的健康状态智能报警。

2.根据权利要求1所述基于仿真技术的工业管道孪生健康监测方法，其特征在于：所述管道关键位置包括管道连接处、长直管道的中部以及管道弯头位置。

3.根据权利要求1所述基于仿真技术的工业管道孪生健康监测方法，其特征在于：所述的传感器包括加速度传感器和应变传感器，速度传感器用于测量管道内部流体运动或冲击导致的动态加速度，应变传感器用于测量管道的应变大小。

4.根据权利要求3所述基于仿真技术的工业管道孪生健康监测方法，其特征在于：所述的加速度传感器选择型号为ADXL345的超低功耗3轴加速度计，13位分辨率，测量范围为±16g，输出数据为16位二进制补码格式，通过3线或4线的SPI或I2C数字接口访问；

所述应变传感器的型号选择Columbia DT3625。

5.根据权利要求1所述基于仿真技术的工业管道孪生健康监测方法，其特征在于：通过ADAS3022数据采集系统将传感器采集到的数据根据传感器接口进行分类存储。

6.根据权利要求1所述基于仿真技术的工业管道孪生健康监测方法，其特征在于：所述的CAE仿真模型对管道几何模型离散化，管壁采用边界层网格，且管道长直段内的网格大小均匀。

7.根据权利要求1所述基于仿真技术的工业管道孪生健康监测方法，其特征在于：所述以可视化形式对数据进行展现包括通过虚拟仪表、虚拟曲线以及关键数值进行展现。

8.根据权利要求1所述基于仿真技术的工业管道孪生健康监测方法，其特征在于，所述根据有限元仿真结果分析得到管道的健康状态具体值：通过将传感器采集到的数据与有限元仿真结果进行大数据分析，评估管道是否会发生压力异常、振动异常、脉冲异常、负压异常、气泡异常以及堵塞异常，如评估会发生则进行报警。

9.一种基于仿真技术的工业管道孪生健康监测系统，其特征在于，包括：

管道载荷数据采集模块，用于在管道关键位置通过传感器采集工作状态下管路实际受到的载荷数据；

数据分类存储模块，用于将传感器采集到的数据根据传感器接口进行分类存储；

CAE仿真模型分析模块，用于将传感器采集到的数据加载到CAE仿真模型上，通过真实测试数据对CAE仿真模型进行加载计算得到有限元仿真结果，利用有限元仿真结果获得管网任意位置的多物理场信息；

数据可视化模块，用于将管网任意位置的多物理场信息进行存储并以可视化形式对数据进行展现；

管道健康状态分析与报警模块，用于根据有限元仿真结果分析得到管道的健康状态，根据管道的健康状态智能报警。