一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法
一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法，属于管道检测技术领域。包括以下步骤：1利用电磁阀在压力管道入口处发射一段脉冲压力波；2在压力管道入口处设置高频动态压力传感器A，记录此处的脉冲压力波信号S1，在距离压力管道入口处L距离的位置设置高频动态压力传感器B，记录下此处的脉冲压力波信号S2；3分析S1和S2获得脉冲压力波传播速度C和脉冲压力波衰减系数η；4分析S2，获取堵塞情况。本发明通过快速开闭电磁阀在管道内主动发射一段脉冲压力波，分析其入射波和反射波中的有效信息，能准确判断堵塞段的个数和类型，并且可以获得堵塞位置、堵塞率和堵塞长度，操作简便，精度高。
发明专利
CN201811627188.7
2018-12-28
CN109780447A
2019-05-21
F17D3/01(2006.01)
大连理工大学
宋永臣;储佳伟;刘瑜;赵佳飞;刘卫国;李星泊
116023 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
大连智高专利事务所(特殊普通合伙)
李猛
1.一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)在压力管道入口处发射一段脉冲压力波； (2)在压力管道入口处设置高频动态压力传感器A，高频动态压力传感器A记录下压力管道入口处的脉冲压力波信号S1，在距离压力管道入口处L距离的位置设置高频动态压力传感器B，高频动态压力传感器B记录下距离压力管道入口处L距离的位置处的脉冲压力波信号S2； (3)分析脉冲压力波信号S1与脉冲压力波信号S2，获得脉冲压力波传播速度C和脉冲压力波衰减系数η； (4)分析脉冲压力波信号S2，获取堵塞情况。 2.根据权利要求1所述的一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法，其特征在于，所述脉冲压力波为单峰负压力波，宽度小于50ms，高频动态压力传感器A和高频动态压力传感器B的信号采集频率高于10khz，脉冲压力波由电磁阀在压力管道入口处快速开闭产生。 3.根据权利要求1所述的一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法，其特征在于，所述分析脉冲压力波信号S1与脉冲压力波信号S2具体为获得脉冲压力波信号S1的第一个入射波为D1，D1的第一个突变点记为特征点1，则特征点1的时间为T1，D1的压力波动最值为P1；获得脉冲压力波信号S2的第一个入射波为D2，D2的第一个突变点记为特征点2，则特征点2的时间为T2，D2的压力波动最值为P2。 4.根据权利要求1所述的一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法，其特征在于，所述获得脉冲压力波传播速度C和脉冲压力波衰减系数η具体为通过波速公式计算得到脉冲压力波传播速度C，通过衰减系数定义计算得到脉冲压力波衰减系数η；所述波速公式为： 所述衰减系数定义为： 5.根据权利要求1所述的一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法，其特征在于，所述步骤(4)具体为： 当在S2的入射波后出现了压力波动值更小的反射波，则压力管道内出现堵塞段； 若反射波为单个负脉冲压力波，则堵塞情况为出现短堵塞段； 若反射波为单个负脉冲压力波且后面跟随有单个正脉冲压力波，则堵塞情况为出现长堵塞段。 6.根据权利要求1所述的一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法，其特征在于，还包括步骤(5)获得堵塞段的堵塞位置为x、堵塞率为S，当堵塞情况为出现长堵塞段时，获得堵塞段长度为l；此时由堵塞段产生的第一个负脉冲压力波为D3，D3的第一个突变点记为特征点3，则特征点3的时间为T3，D3的压力波动最值为P3；当堵塞情况为出现长堵塞段时，则第一个负脉冲压力波后面跟随有第一个正脉冲压力波，第一个正脉冲压力波为D4，D4的第一个突变点记为特征点4，则特征点4的时间为T4，D4的压力波动最值为P4。 7.根据权利要求6所述的一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法，其特征在于，所述堵塞位置的计算公式为： 所述堵塞段长度的计算公式为： 8.根据权利要求6所述的一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法，其特征在于，所述堵塞率的计算公式为： 其中：k为堵塞位置处反射波和入射波的压力波动最值比。 9.根据权利要求8所述的一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法，其特征在于，所述堵塞位置处反射波和入射波的压力波动最值比的计算公式为： 其中XS为冲击波行程距离，e为自然常数。 10.根据权利要求9所述的一种使用脉冲压力波检测压力管道内堵塞情况的方法，其特征在于，所述冲击波行程距离的计算公式为： 其中：β为非线性系数，μ0为入射波质点运动速度，T为脉冲压力波宽度，π为圆周率。