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基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型是一種基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置。涉及無線電定向、閥和管道系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】?；谖⒉夹g(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置由微波信號源、天線、信號放大器、解調(diào)器和輸出組成；經(jīng)調(diào)諧電壓調(diào)諧的微波信號源輸出接發(fā)射天線，接收天線接信號放大器，信號放大器輸出依次接解調(diào)器和輸出電路。本實用新型能定量檢測輸氣管道閥門小泄漏甚至微小泄漏，檢測速度快，結(jié)果準(zhǔn)確，安全可靠。
【專利說明】基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是一種基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置。涉及無線電定向、閥和管道系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。
技術(shù)背景
[0002]閥門是輸氣管道中使用最為廣泛的設(shè)備之一，作用非常關(guān)鍵，閥門內(nèi)漏對輸氣管道的安全運行帶來較大危害，因此，閥門內(nèi)漏精確檢測對提高管道輸送管理水平，減少經(jīng)濟(jì)損失，具有重要的現(xiàn)實意義。
[0003]目前閥門內(nèi)漏主要采用壓力法，聲音法，示蹤劑法等。
[0004]壓力法
[0005]一般利用安裝在現(xiàn)場的壓力表或壓力變送器等儀表，通過觀測閥門前后壓力儀表的變化，來判斷是否發(fā)生泄漏。中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?8209418.3公開了一種利用壓力傳感器自動檢測千斤頂泄漏的裝置。
[0006]聲發(fā)射方法
[0007]閥門發(fā)生內(nèi)漏時會產(chǎn)生噪聲，通過測量噪聲，可以判斷是否發(fā)生泄漏。中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?00910217337.7公開了一種基于聲發(fā)射檢測的高壓加熱器內(nèi)部泄漏故障診斷裝置
[0008]示蹤法
[0009]中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?00710032409.1.公開了一種在煤氣中加入二甲醚來檢
測閥門是否泄漏的裝置。
[0010]上述方法對于閥門的較小滲漏效果較差。
[0011 ] 與本實用新型相關(guān)的電磁波檢測泄漏方法
[0012]中國發(fā)明專利管道系統(tǒng)組成部分的電磁波檢測方法提出了由發(fā)送裝置的發(fā)送天線CN95191631.9提出了由發(fā)送裝置的發(fā)送天線在檢查對象管道系統(tǒng)的管道內(nèi)激勵電磁波并使其在管內(nèi)傳播，同時使接受裝置的接收天線在外部沿管道移動，接受泄漏的電磁波而對管道系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行檢查，根據(jù)接收裝置接收的電磁波檢測出管道的泄漏和裂紋。
[0013]中國發(fā)明專利申請?zhí)?00410048038.2它是往管道中發(fā)射TEOl和TMOl模式的微波，并分別檢測TEOl和TMOl微波的模式、反射波功率或散射波功率，以及反射系數(shù)模和相角值，當(dāng)檢測到的任何一個值超過相應(yīng)的超限閾值時，說明管道中有缺陷存在，則啟動微波源向管道中發(fā)射調(diào)制微波，同時檢測調(diào)制微波發(fā)射至收到反射時的時間差，然后根據(jù)時間差計算出管道中的缺陷位置。
[0014]目前尚未有公開的基于微波閥門內(nèi)漏檢測方法，公開的電磁波檢測泄漏的方法均為檢測管道泄漏和管道裂紋，并不適用于閥門內(nèi)漏的檢測。微波檢測管道泄漏和閥門泄漏兩者具有較大的不同，第一是電磁波的接收端放置位置不同，管道泄漏檢測時接收端放置在管道外側(cè)，而閥門內(nèi)漏檢測時，接收端需要放置在管道內(nèi)部；第二是方法側(cè)重點不同，管道泄漏檢測時重點關(guān)注泄漏點的位置，而閥門內(nèi)漏檢測時重點關(guān)注閥門泄漏量的大小。實用新型內(nèi)容
[0015]本實用新型的目的是發(fā)明一種定量檢測小泄漏甚至微小泄漏檢測速度快、結(jié)果準(zhǔn)確、安全可靠的基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置。
[0016]本實用新型的微波檢測方法示意圖如圖1所示。利用待檢測閥門4上游合適部位的現(xiàn)有儀表接口或新鉆孔，經(jīng)連接裝置I 2將管道內(nèi)部發(fā)射天線3放置在閥門上游的管道內(nèi)，并使其產(chǎn)生的電磁波在管道內(nèi)傳播；在待檢測閥門4下游合適部位的現(xiàn)有儀表接口或新鉆孔，放置微波檢測裝置7并經(jīng)連接裝置II 6連接管道內(nèi)部接收天線5，通過檢測電磁波接收裝置的電平情況來判斷閥門是否發(fā)生泄漏以及泄漏量的大小。
[0017]微波發(fā)射裝置I通過同軸電纜向管道內(nèi)部發(fā)射天線3發(fā)射微波，在待檢測閥門4上游形成電磁場，利用微波檢測裝置7通過管道內(nèi)部接收天線5檢測待檢測閥門4下游的微波強(qiáng)度，通過計算可以得出閥門內(nèi)漏的當(dāng)量孔徑。
[0018]正常情況下，閥門上游的微波不會傳播到下游或者下游可以檢測到極為微小的微波泄漏。當(dāng)閥門密封破損導(dǎo)致發(fā)生內(nèi)漏時，微波會從內(nèi)漏處向下游傳播，通過用接收天線接收泄漏的微波強(qiáng)度即可檢測出閥門內(nèi)漏的存在，并通過與上游微波強(qiáng)度的比較可以判斷出內(nèi)漏量的大小。
[0019]閥門內(nèi)漏的當(dāng)量孔徑可由下式計算:
[0020]d = 3√kλ2/α
[0021]式中
[0022]d—閥門內(nèi)漏當(dāng)量孔徑，m
[0023]k一系數(shù)，π-1
[0024]λ 一使用的電磁波波長，m
[0025]α 一電磁波衰減率，db
[0026]基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置具體構(gòu)成如圖2所示，由振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器、檢波器、數(shù)據(jù)采集電路、主控計算機(jī)和發(fā)射天線幾部分組成。振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器依次連接，定向耦合器一路輸出接檢波器，檢波器輸出經(jīng)數(shù)據(jù)采集電路接主控計算機(jī)的輸入，定向耦合器另一路輸出經(jīng)發(fā)射天線輸出，另一檢波器接收檢波后輸出經(jīng)另一數(shù)據(jù)采集電路接主控計算機(jī)的輸入。
[0027]振蕩器產(chǎn)生的微波信號由定向耦合器分為兩路信號，一路信號經(jīng)檢波器后作為參考通道輸出信號，用于系統(tǒng)測量閥門內(nèi)漏量的參考信號；另一路信號經(jīng)由發(fā)射天線到被測閥門上游空間。
[0028]所述微波發(fā)射裝置原理框圖如圖3所示，包括振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器、檢波器、數(shù)據(jù)采集電路和發(fā)射天線；振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器依次連接，定向耦合器一路輸出接檢波器，檢波器輸出接數(shù)據(jù)采集電路，定向耦合器另一路輸出接發(fā)射天線。
[0029]振蕩器產(chǎn)生的微波信號由定向耦合器分為兩路信號，一路信號經(jīng)檢波器后作為參考通道輸出信號，用于系統(tǒng)測量閥門內(nèi)漏量的參考信號；另一路信號經(jīng)由發(fā)射天線到被測閥門上游空間，由于被測閥門空間的大小閥門規(guī)格尺寸變化，因此系統(tǒng)的發(fā)射功率大小與閥門測試空間的大小、設(shè)備的架設(shè)和安裝等方面有關(guān)。為了適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境，通過可變衰減器來調(diào)節(jié)測量系統(tǒng)的發(fā)射功率，當(dāng)設(shè)備安裝、調(diào)試完成后，通過可變衰減器調(diào)整系統(tǒng)至合適的發(fā)射功率。
[0030]所述微波接收裝置原理框圖如圖4所示，由接收天線、檢波器和數(shù)據(jù)采集電路組成。接收天線輸出接檢波器，檢波器輸出接數(shù)據(jù)采集電路。
[0031]所述基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置的電原理圖如圖5所示，振蕩器HMC513LP5的SMA接口和隔離器MTG801A的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，隔離器MTG801A的SMA接口和可變衰減器8495B的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，可變衰減器8495B的SMA接口和定向耦合器87310B的SMA接口 1通過同軸電纜進(jìn)行連接，定向耦合器873IOB的SMA接口 2和發(fā)射天線RF的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，定向耦合器873IOB的SMA接口 3和檢波器8474C的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，數(shù)據(jù)采集電路A/D的SMA接口和檢波器8474C的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，據(jù)采集電路A/D的R232接口和PC計算機(jī)R232接口通過R232連接線連接，接收天線RF的SMA接口和檢波器8474C的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接。
[0032]本實用新型的效果是
[0033]1、提出了一種采用微波來判斷硬質(zhì)密封閥門是否發(fā)生泄漏，并能判斷泄漏量的大小;
[0034]2、采用微波進(jìn)行檢測，檢測速度快，結(jié)果準(zhǔn)確；
[0035]3、利用現(xiàn)有儀表接口或新鉆孔，采用螺紋連接結(jié)構(gòu)，安全可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1微波檢測方法示意圖
[0037]圖2微波檢測裝置原理框圖
[0038]圖3微波發(fā)射裝置原理框圖
[0039]圖4微波接收裝置原理框圖
[0040]圖5微波檢測裝置電原理圖
[0041]其中1一微波發(fā)射裝置2—連接裝置I
[0042]3—管道內(nèi)部發(fā)射天線 4 一待檢測閥門
[0043]5—微波檢測裝置6—連接裝置II
[0044]7—管道內(nèi)部接收天線
【具體實施方式】
[0045]實施例.本例是一實驗樣機(jī)，具體構(gòu)成如圖2所示，由振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器、檢波器、數(shù)據(jù)采集電路、主控計算機(jī)和發(fā)射天線幾部分組成。振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器依次連接，定向耦合器一路輸出接檢波器，檢波器輸出經(jīng)數(shù)據(jù)采集電路接主控計算機(jī)的輸入，定向耦合器另一路輸出經(jīng)發(fā)射天線輸出，另一檢波器接收檢波后輸出經(jīng)另一數(shù)據(jù)采集電路接主控計算機(jī)的輸入。
[0046]所述微波發(fā)射裝置原理框圖如圖3所示，包括振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器、檢波器、數(shù)據(jù)采集電路和發(fā)射天線；振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器依次連接，定向耦合器一路輸出接檢波器，檢波器輸出接數(shù)據(jù)采集電路，定向耦合器另一路輸出接發(fā)射天線。
[0047]所述微波接收裝置原理框圖如圖4所示，由接收天線、檢波器和數(shù)據(jù)采集電路組成。接收天線輸出接檢波器，檢波器輸出接數(shù)據(jù)采集電路。
[0048]基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置的電原理圖如圖5所示，振蕩器HMC513LP5的SMA接口和隔離器MTG801A的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，隔離器MTG801A的SMA接口和可變衰減器8495B的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，可變衰減器8495B的SMA接口和定向耦合器87310B的SMA接口 I通過同軸電纜進(jìn)行連接，定向耦合器873IOB的SMA接口 2和發(fā)射天線RF的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，定向耦合器873IOB的SMA接口 3和檢波器8474C的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，數(shù)據(jù)采集電路A/D的SMA接口和檢波器8474C的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，據(jù)采集電路A/D的R232接口和PC計算機(jī)R232接口通過R232連接線連接，接收天線RF的SMA接口和檢波器8474C的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接。
[0049]其中:
[0050]振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器、檢波器、數(shù)據(jù)采集電路、主控計算機(jī)和發(fā)射天線均選市銷產(chǎn)品，具體型號如下:
[0051]振蕩器選擇Hittite公司HMC513LP5微波射頻器件；
[0052]隔離器選擇月航公司MTG801A鐵氧體隔離器；
[0053]可變衰減器選擇Agilent公司8495B可變衰減器；
[0054]定向I禹合器選擇Agilent公司87310B定向I禹合器；
[0055]檢波器選擇Agilent公司8474C檢波器；
[0056]數(shù)據(jù)采集電路選擇威創(chuàng)達(dá)公司400M高速采集卡。
[0057]本例實施操作過程如下:微波發(fā)射裝置I通過連接裝置2連接到閥門上游管道，微波檢測裝置5通過連接裝置6連接到閥門下游管道。微波發(fā)射裝置通過同軸電纜向管道內(nèi)部發(fā)射天線3發(fā)射微波，在待檢測閥門4上游形成電磁場，利用微波檢測裝置5通過管道內(nèi)部接收天線7檢測待檢測閥門4下游的微波強(qiáng)度，通過計算可以得出閥門內(nèi)漏的當(dāng)量孔徑。
[0058]本例經(jīng)試驗，利用現(xiàn)有儀表接口或新鉆孔，采用螺紋連接結(jié)構(gòu)，安全可靠；能判斷是否發(fā)生泄漏，并能判斷泄漏量的大?。粰z測速度快，結(jié)果準(zhǔn)確。
【權(quán)利要求】
1.一種基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置，其特征在于它由振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器、檢波器、數(shù)據(jù)采集電路、主控計算機(jī)和發(fā)射天線幾部分組成；振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器依次連接，定向耦合器一路輸出接檢波器，檢波器輸出經(jīng)數(shù)據(jù)采集電路接主控計算機(jī)的輸入，定向耦合器另一路輸出經(jīng)發(fā)射天線輸出，另一檢波器接收檢波后輸出經(jīng)另一數(shù)據(jù)采集電路接主控計算機(jī)的輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置，其特征在于具體構(gòu)成由振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器、檢波器、數(shù)據(jù)采集電路、主控計算機(jī)和發(fā)射天線幾部分組成；振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器依次連接，定向耦合器一路輸出接檢波器，檢波器輸出經(jīng)數(shù)據(jù)采集電路接主控計算機(jī)的輸入，定向耦合器另一路輸出經(jīng)發(fā)射天線輸出，另一檢波器接收檢波后輸出經(jīng)另一數(shù)據(jù)采集電路接主控計算機(jī)的輸A ； 振蕩器產(chǎn)生的微波信號由定向耦合器分為兩路信號，一路信號經(jīng)檢波器后作為參考通道輸出信號，用于系統(tǒng)測量閥門內(nèi)漏量的參考信號；另一路信號經(jīng)由發(fā)射天線到被測閥門上游空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置，其特征在于所述微波發(fā)射裝置包括振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器、檢波器、數(shù)據(jù)采集電路和發(fā)射天線；振蕩器、隔離器、可變衰減器、定向耦合器依次連接，定向耦合器一路輸出接檢波器，檢波器輸出接數(shù)據(jù)采集電路，定向耦合器另一路輸出接發(fā)射天線； 振蕩器產(chǎn)生的微波信號由定向耦合器分為兩路信號，一路信號經(jīng)檢波器后作為參考通道輸出信號；另一路信號經(jīng)由發(fā)射天線到被測閥門上游空間，通過可變衰減器調(diào)節(jié)測量系統(tǒng)的發(fā)射功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置，其特征在于所述微波接收裝置由接收天線、檢波器和數(shù)據(jù)采集電路組成；接收天線輸出接檢波器，檢波器輸出接數(shù)據(jù)采集電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置，其特征在于基于微波技術(shù)的輸氣管道閥門內(nèi)漏檢測裝置的電原理為:振蕩器HMC513LP5的SMA接口和隔離器MTG801A的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，隔離器MTG801A的SMA接口和可變衰減器8495B的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，可變衰減器8495B的SMA接口和定向耦合器87310B的SMA接口 I通過同軸電纜進(jìn)行連接，定向耦合器87310B的SMA接口 2和發(fā)射天線RF的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，定向耦合器873IOB的SMA接口 3和檢波器8474C的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，數(shù)據(jù)采集電路A/D的SMA接口和檢波器8474C的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接，據(jù)采集電路A/D的R232接口和PC計算機(jī)R232接口通過R232連接線連接，接收天線RF的SMA接口和檢波器8474C的SMA接口通過同軸電纜進(jìn)行連接。
【文檔編號】G01M3/00GK203455138SQ201320484788
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】李柏松, 楊喜良, 譚東杰, 王立坤, 張麗穩(wěn), 林嵩 申請人:中國石油天然氣股份有限公司