高溫管道壁厚在線監(jiān)測(cè)及管理系統(tǒng)研發(fā).pdf

1、在石油化工、煤化工領(lǐng)域，廣泛存在多相流的沖蝕問題，會(huì)引起設(shè)備管道壁厚減薄及介質(zhì)泄漏問題，特別在原油劣質(zhì)化過程中以及煤化工過程中，局部沖刷穿孔是裝置非計(jì)劃停工及引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故的主要成因?，F(xiàn)實(shí)中高溫管道壁厚的在線監(jiān)測(cè)是工程界關(guān)注的焦點(diǎn)，也是理論界研究的熱點(diǎn)，本文針對(duì)高溫高壓多相流管道的定點(diǎn)在線監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求開展基于SH超聲導(dǎo)波脈沖測(cè)厚系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)的研發(fā)，為高溫多相流管道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。
　　本研究工作主要分為三個(gè)部分:

2、第一，分析了高溫管道壁厚在線監(jiān)測(cè)的背景和研究意義，闡述了國(guó)內(nèi)外高溫管道的壁厚監(jiān)測(cè)原理和方法，確定了以超聲導(dǎo)波脈沖反射作為壁厚測(cè)量的基本原理，根據(jù)超聲導(dǎo)波在管壁中的傳播時(shí)間和傳播聲速計(jì)算管壁厚度;對(duì)超聲導(dǎo)波的基本理論和波動(dòng)方程進(jìn)行了研究，以在界面上反射和透射時(shí)不發(fā)生波形轉(zhuǎn)換的SH導(dǎo)波作為測(cè)量波源，并根據(jù)其傳播特性和基本理論設(shè)計(jì)了傳輸信噪比高、散熱性好的導(dǎo)波桿。第二，選取由漢寧窗函數(shù)調(diào)制的多周期脈沖信號(hào)作為聲波激勵(lì)源，利用ANSYS有限元分

3、析軟件對(duì)SH波在導(dǎo)波桿中的波形、能量衰減等特性進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證波源和導(dǎo)波桿設(shè)計(jì)的正確性和合理性，優(yōu)化并確定最佳工作參數(shù)。第三，對(duì)超聲導(dǎo)波測(cè)厚的信號(hào)處理、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)管理等輔助系統(tǒng)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，選擇ATmega128單片機(jī)作為信號(hào)處理系統(tǒng)的控制單元，并選用滿足系統(tǒng)要求的超聲波發(fā)射/接收電路、計(jì)數(shù)電路和ZigBee無線通信模塊;通過路由器和協(xié)調(diào)器組建基于ZigBee傳輸協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸;利用LabWindows/CV