[发明专利]一种基于压电传感器的海底管道损伤检测系统和方法

说明书

本发明提供一种基于压电传感器的海底管道损伤检测系统和方法，包括：信号检测模块，用于通过预设的激振系统，发送预设的信号阈值范围内的电信号；其中，所述激振系统至少包括信号发生器、低频激振器、高频激振器和功率放大器；压电传感器模块，用于通过海底管道上预置的压电传感器，接收并响应所述电信号，发送反射波损伤信号，同时，确定管道损伤位置；判断模块，用于将所述反射波损伤信号传输至预设的大数据处理中心进行处理，判断海底管道是否有损伤及损伤程度，当所述海底管道有损伤时，将所述管道损伤位置和损伤程度反馈至预设的控制终端。

技术领域

本发明属于海底管道检测技术领域，具体涉及一种基于压电传感器的海底管道损伤检测系统和方法。

背景技术

海上采油平台和海底输油管道是保障国家能源安全的重要因素，由于输油管道埋在海底，一旦发生泄漏，将造成重大的安全和环境事故。因此，管道的泄漏监测和及时发现泄漏事件非常重要。同时，由于输油管道深埋海底，管道监测难度很大。目前，人工巡检法、压力波法和流量监测法均是海底管道泄漏监测的常用方法，但是，上述这些方法均存在灵敏度不高、定位不精确和反应滞后的问题。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的主要目的在于提供一种基于压电传感器的海底管道损伤检测系统和方法。

本技术方案提供了一种基于压电传感器的海底管道损伤检测系统，包括：

信号检测模块，用于通过预设的激振系统，发送预设的信号阈值范围内的电信号；其中，

所述激振系统至少包括信号发生器、低频激振器、高频激振器和功率放大器；

压电传感器模块，用于通过海底管道上预置的压电传感器，接收并响应所述电信号，发送反射波损伤信号，同时，确定管道损伤位置；

判断模块，用于将所述反射波损伤信号传输至预设的大数据处理中心进行处理，判断海底管道是否有损伤及损伤程度，当所述海底管道有损伤时，将所述管道损伤位置和损伤程度反馈至预设的控制终端。

作为本技术方案的一种实施例，所述信号检测模块，包括：激励信号单元，用于通过预设的信号发生器，发出激励信号；其中，所述激励信号是通过减低方波频率以及叠加电压的方式工作的信号；响应单元，用于低频激振器和高频激振器同时接收并响应所述激励信号，输出低频简谐激励信号和高频简谐激励信号；

发送单元，用于将低频简谐激励信号和高频简谐激励信号传输至经功率放大器进行转化，发送功率放大器预设的信号阈值范围内的电信号。

作为本技术方案的一种实施例，所述压电传感器模块，包括：振动信号单元，用于通过海底管道上预置的压电传感器，接收所述电信号并转化为海底管道的振动信号；

管道损伤位置单元，用于获取压电传感器的安装位置，通过所述安装位置和振动信号，识别海底管道损伤点的管道损伤位置；

反射波损伤信号单元，用于通过压电传感器内预设的数据采集系统，处理所述海底管道损伤点的管道损伤位置和所述振动信号，并将处理后的信号发送至压电传感器，发送海底管道损伤点的反射波损伤信号。

作为本技术方案的一种实施例，所述判断模块，包括：

对比单元，用于将所述电信号和反射波损伤信号的信号频率传输至预设的大数据处理进行对比，获取频率对比差值；

判断单元，用于判断所述频率对比差值是否在预设的频率对比差值阈值范围内；其中，

正常单元，用于当所述频率对比差值在预设的频率对比差值阈值范围内，利用激振系统和压电传感器按照预设周期进行海底管道损伤检测；

异常单元，用于当所述频率对比差值不在预设的频率对比差值阈值范围内，获取海底管道损伤结果，并基于所述海底管道损伤结果，通过频率对比差值的差值程度，分析海底管道的损伤程度；