[发明专利]一种管道内部压强的无损监测方法

摘要

本发明属于光纤传感技术领域，涉及到一种管道内部压强的无损监测方法。该方法利用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，通过测量安装在管道上的光纤光栅传感器的应变值，可以有效得到管道内的压强值，从而对管道的内部压强进行监测。本发明具有原理简单、安装方便、对管道结构无损害、可实现远距离实时在线监测等优点，通过对传感器标距和传感器夹具尺寸的变化，可以对多种不同管径的管道进行压强测量；可以完成对管道内部压强的无损、实时、准确的监测，对于提高管道结构的安全运行，提高总体经济效益，将产生积极的意义。

主权项

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。