專(zhuān)利名稱(chēng)：振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道診斷系統(tǒng)和方法，更具體地，涉及振動(dòng)管道診斷系 統(tǒng)和方法，
背景技術(shù)：
管道被用于運(yùn)輸許多類(lèi)型的氣體和液體.不論是掩埋的管道還是地 面上的管道都可以將這類(lèi)材料運(yùn)輸數(shù)百或者甚至數(shù)千公里.石油管道和 天然氣管道只是經(jīng)由管道的廣泛網(wǎng)絡(luò)被運(yùn)輸?shù)牟牧系膬蓚€(gè)示例.
管道被設(shè)計(jì)為使用許多年.然而，這些管道不能永久存留.如果所 運(yùn)輸?shù)牟牧鲜侵辽俨糠钟懈g性的，則管道壁可以隨著時(shí)間逐漸受到腐 蝕.這能夠?qū)е孪魅豕艿啦⒆罱K導(dǎo)致管道破裂.另外，如果所運(yùn)輸?shù)牟?料包括固體顆粒，諸如沙或其它地質(zhì)顆粒，則流動(dòng)的材料可以侵蝕管道 壁.該侵蝕過(guò)程也可以使管道壁變薄或變?nèi)?
對(duì)管道的其它損害也是有可能的.例如，附近運(yùn)行的機(jī)器可能沖擊 并損害管道.如果管道壁的一部分受到?jīng)_擊而變形，則管道的結(jié)構(gòu)完整 性將受到影響.另外所存在的可能性是，管道壁的固有缺陷可能由于管 道的使用而最終變得明顯，諸如如果將管道加壓到可觀的壓力級(jí).
存在許多可用于檢驗(yàn)管道狀況的現(xiàn)有技術(shù)診斷裝置和方法，可以從 外面目視檢查管道.然而，該現(xiàn)有技術(shù)方法非常耗時(shí)、乏味以及昂責(zé). 另外，這樣的檢查可能不能夠找到管道內(nèi)部的缺陷、諸如腐蝕和侵蝕， 或者至少直到問(wèn)題變得足夠嚴(yán)重到導(dǎo)致泄漏時(shí)才能夠找到管道內(nèi)部的 缺陷.
一種現(xiàn)有技術(shù)檢查裝置被稱(chēng)為pig. pig是通過(guò)一段管道的電子檢 查裝置.pig可以執(zhí)行對(duì)管道內(nèi)部的電子掃描，并且可以通過(guò)有線或無(wú) 線電信號(hào)將信號(hào)或數(shù)據(jù)中繼給外部站.然而，現(xiàn)有技術(shù)pig也具有缺點(diǎn). 在某些情況下的現(xiàn)有技術(shù)pig需要關(guān)閉材料流，從而pig在空管道中經(jīng) 過(guò).可替換地，可以與具有材料流的管道一起應(yīng)用pig，其中由材料流 將Pig栽過(guò)管道.然而，可能為插入過(guò)程和取出過(guò)程而需要某種流中止。結(jié)果是，現(xiàn)有技術(shù)pig需要笨重的和耗時(shí)的插入和取出步驟，
另 一現(xiàn)有技術(shù)診斷裝置在頒發(fā)給Lander的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi) 2005/0279169中示出.Lander包括在內(nèi)部附接到管道的振動(dòng)傳感器陣 列，并且公開(kāi)了管道中的泄漏將導(dǎo)致產(chǎn)生特征振動(dòng)。Lander公開(kāi)了，可 以通過(guò)檢測(cè)這些特征振動(dòng)來(lái)檢測(cè)泄漏.該現(xiàn)有技術(shù)方法的缺點(diǎn)是，該系 統(tǒng)完全是被動(dòng)的(passive)并且不能生成振動(dòng).另外，Lander的系統(tǒng) 不能檢測(cè)正在發(fā)展的管道弱化，并且不能檢測(cè)管道中的未來(lái)缺陷或問(wèn) 題.Lander的系統(tǒng)不能檢測(cè)或確定問(wèn)趙，直到泄漏發(fā)展.Lander的系 統(tǒng)使得管道不能被維修以防止管道中的缺陷或變薄發(fā)展成嚴(yán)重泄漏.
仍存在對(duì)診斷系統(tǒng)和方法的需要來(lái)檢測(cè)由腐蝕、侵蝕和其它物理沖 擊導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)退化以防止泄漏、避免環(huán)境沖擊和沖擊成本，以及將維修 費(fèi)用和停工時(shí)間最小化.

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種振動(dòng)管道診斷系統(tǒng).振動(dòng)管道診斷 系統(tǒng)包含至少一個(gè)適于回定到管道的振動(dòng)發(fā)生器，至少一個(gè)適于固定到管道 的振動(dòng)傳感器，以及與該至少一個(gè)振動(dòng)發(fā)生器和該至少一個(gè)振動(dòng)傳感器通信 的處理裝置。該處理裝置被配置為使用該至少一個(gè)振動(dòng)發(fā)生器來(lái)振動(dòng)管道的 一部分，從該至少一個(gè)振動(dòng)傳感器接收對(duì)該振動(dòng)的振動(dòng)響應(yīng)，將該振動(dòng)響應(yīng) 與管道的一個(gè)或多個(gè)之前的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行比較.該處理裝置被進(jìn)一步配置為 如果該振動(dòng)響應(yīng)與該一個(gè)或多個(gè)之前的振動(dòng)響應(yīng)相差大于預(yù)定容限 (tolerance)則指示故陣狀況。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于管道的振動(dòng)診斷方法.該方法包含 振動(dòng)管道的一部分，接收對(duì)該振動(dòng)的振動(dòng)響應(yīng)，將該振動(dòng)響應(yīng)與管道的一個(gè) 或多個(gè)之前的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行比較，以及如果該振動(dòng)響應(yīng)與該一個(gè)或多個(gè)之前 的振動(dòng)響應(yīng)相差大于預(yù)定容限，則指示故障狀況。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于管道的振動(dòng)診斷方法.該方法包含 振動(dòng)管道的一部分，接收對(duì)該振動(dòng)的振動(dòng)響應(yīng)，以及根據(jù)該振動(dòng)響應(yīng)來(lái)確定 管道的一部分的諧振頻率.該方法進(jìn)一步包含將該諧振頻率與管道的一個(gè)或 多個(gè)之前的諧振頻率進(jìn)行比較，并且如果該諧振頻率與該一個(gè)或多個(gè)之前的 諧振頻率相差大于預(yù)定的頻率容限，則指示故陣狀況.
在該系統(tǒng)的一個(gè)方面中，該故陣狀況與管道的一部分的壁厚的變化有關(guān).在該系統(tǒng)的另一方面中，該故障狀況與管道的一部分的壁結(jié)構(gòu)完整性的 變化有關(guān)，
在該系統(tǒng)的又一方面中，該處理裝置被配置為存儲(chǔ)該振動(dòng)響應(yīng)，
在該系統(tǒng)的又一方面中，該處理裝置被配置為傳榆該振動(dòng)響應(yīng).
在該系統(tǒng)的又一方面中，該至少一個(gè)振動(dòng)發(fā)生器和該至少一個(gè)振動(dòng)傳感 器適于可移除地閎定到管道.
在該系統(tǒng)的又一方面中，該處理裝置被進(jìn)一步配置為根據(jù)該振動(dòng)響應(yīng)來(lái) 確定管道的一部分的諧振頻率，將該諧振頻率與管道的一個(gè)或多個(gè)之前的諧 振頻率進(jìn)行比較，并且如果該諧振頻率與該一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率的差 超過(guò)預(yù)定的頻率容限，則指示故陣狀況.
在該系統(tǒng)的又一方面中，該系統(tǒng)被配置為以預(yù)定的時(shí)間間隔重復(fù)該振 動(dòng)、接收和比較。
在該方法的一方面中，該方法進(jìn)一步包括以預(yù)定的時(shí)間間隔重復(fù)該振動(dòng)、 接收和比較.
在該方法的另一方面中，該故障狀況與管道的一部分的壁厚的變化有關(guān)。 在該方法的又一方面中，該故陣狀況與管道的一部分的壁結(jié)構(gòu)完整性的 變化有關(guān)。
在該方法的又一方面中，該方法進(jìn)一步包括存儲(chǔ)該振動(dòng)響應(yīng)。 在該方法的又一方面中，該方法進(jìn)一步包括傳餘法振動(dòng)響應(yīng)， 在該方法的又一方面中，分析包括根據(jù)振動(dòng)響應(yīng)來(lái)確定管道的一部分的 諧振頻率，將該諧振頻率與管道的一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率進(jìn)行比較，以 及如果該諧振頻率與該一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率相差大于預(yù)定的頻率容 限，則指示故陣狀況。
在該方法的又一方面中，該方法進(jìn)一步包括存儲(chǔ)該諧振頻率. 在該方法的又一方面中，該方法進(jìn)一步包括傳輸該諧振頻率.


圖l示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的振動(dòng)管道診斷系統(tǒng).
圖2是在管道中振幅(A)隨頻率(f )變化的圖，該示了用于
確定管道的諧振頻率的一種方法.
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于管道的振動(dòng)診斷方法的流程困. 圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于管道的振動(dòng)診斷方法的流程圖.
具體實(shí)施例方式
圖1-4和下述說(shuō)明描述了特定示例以教導(dǎo)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員如何 利用并使用本發(fā)明的最佳模式.出于教導(dǎo)發(fā)明原理的目的，將某些常規(guī) 方面簡(jiǎn)化或省略.本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到根據(jù)這些落入本發(fā)明范圍 的示例的變型方案.本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到，可以用各種方式來(lái)組 合下述特征以形成本發(fā)明的多個(gè)變型方案.結(jié)果是，本發(fā)明不限于下述
特定示例，而只受到權(quán)利要求書(shū)及其等同物的限制.
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)100.振動(dòng)管道 診斷系統(tǒng)100包括至少一個(gè)振動(dòng)發(fā)生器104、至少一個(gè)振動(dòng)傳感器107 和處理裝置111.處瑾裝置111與振動(dòng)發(fā)生器104和振動(dòng)傳感器107通 信.可以通過(guò)任何電線、電纜等的方式將處理裝置111與振動(dòng)發(fā)生器104 和振動(dòng)傳感器107耦合，如圖中所示.可替換地，可以通過(guò)任何無(wú)線連 接方式(未示出)將處理裝置111與振動(dòng)發(fā)生器104和振動(dòng)傳感器107
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振動(dòng)發(fā)生器104和振動(dòng)傳感器107被固定到管道102.管道102可 以包含管的一部分或一段.管道102可以是任何直徑、長(zhǎng)度或形狀的管 道.振動(dòng)發(fā)生器104可以與振動(dòng)傳感器107在空間上分開(kāi)，諸如分開(kāi)距 離D.可替換地，在另一實(shí)施例(未示出)中，振動(dòng)發(fā)生器104和振動(dòng) 傳感器107可以靠近地放置，或者甚至可以構(gòu)成固定在管道102上的單
個(gè)位置的單一組件.
在某些實(shí)施例中，振動(dòng)發(fā)生器104和振動(dòng)傳感器107基本上被永夂 地固定到管道102?？商鎿Q地，振動(dòng)發(fā)生器104和振動(dòng)傳感器107被可 移除地固定到管道102.這兩個(gè)組件可以用任何方式來(lái)可移除地固定， 包括通過(guò)使用緊固件、帶、夾具、粘合刑等，在某些實(shí)施例中，處理裝 置111也被可移除地或永久地固定到管道102,
處理裝置111被配置為使用振動(dòng)發(fā)生器104來(lái)振動(dòng)管道102的一部 分.處理裝置111可以向振動(dòng)發(fā)生器104發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào).振動(dòng)發(fā)生器104 從處理裝置111接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且隨后根據(jù)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)在管道102中 生成振動(dòng).該驅(qū)動(dòng)信號(hào)例如可以包括預(yù)定的頻率和振幅.該驅(qū)動(dòng)信號(hào)例 如可以包括預(yù)定的多個(gè)頻率.
處理裝置lll被進(jìn)一步配置為接收對(duì)振動(dòng)的振動(dòng)響應(yīng)，該振動(dòng)響應(yīng)由振動(dòng)傳感器107生成并從振動(dòng)傳感器107接收.該振動(dòng)響應(yīng)包含對(duì)管 道102的一部分的振動(dòng)的測(cè)量，并且由發(fā)送給振動(dòng)發(fā)生器104的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)激勵(lì).
所接收的振動(dòng)響應(yīng)可用于確定管道102中的故陣狀況.因此，處理 裝置111被進(jìn)一步配置為將該振動(dòng)響應(yīng)與一個(gè)或多個(gè)之前獲得的管道 102的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行比較.如果該振動(dòng)響應(yīng)與該一個(gè)或多個(gè)之前的振動(dòng) 響應(yīng)相差大于預(yù)定的容限，則處理裝置lll指示故陣狀況.結(jié)果是，處 理裝置111可以確定是否已經(jīng)發(fā)生了各種故陣狀況.
在一個(gè)實(shí)施例中，處理裝置111根據(jù)當(dāng)前的振動(dòng)響應(yīng)來(lái)確定管道 102的一部分的諧振頻率.如果管道102的一部分的壁厚或結(jié)構(gòu)完整性 未發(fā)生變化，則諧振頻率不應(yīng)發(fā)生變化.然而，諧振頻率的變化可以指 示管道102的一部分中的故陣.例如，諧振頻率的變化可以與管道102 的一部分的壁厚的變化有關(guān).管道壁厚可以由于腐蝕或侵蝕而減小，包 括在管道102的流材料具有腐蝕性或磨損性的情況.另外，諧振頻率的 變化可以與管道102的一部分的壁結(jié)構(gòu)完整性的變化有關(guān).例如，如果 管道102的一部分受到碰撞或以其它方式受到?jīng)_擊，則諧振頻率將發(fā)生 變化。沖擊可以使管道102凹陷或變形，沖擊可以進(jìn)一步導(dǎo)致管道102 的破裂或其它結(jié)構(gòu)損害.如果管道具有破裂或裂隙，則諧振頻率將發(fā)生 變化.
在某些實(shí)施例中，處理裝置lll可以包括附加性能.處理裝置lll 可以存儲(chǔ)當(dāng)前的振動(dòng)響應(yīng)和/或諧振頻率.振動(dòng)響應(yīng)/諧振頻率可被存儲(chǔ) 以用作未來(lái)計(jì)算和比較中的歷史數(shù)據(jù).這使得處理裝置111能夠以預(yù)定 間隔做出比較，并且可以跟蹤發(fā)生在管道102中的任何腐蝕或侵蝕.處 理裝置111也可以使用所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別管道102的結(jié)構(gòu)性損害的發(fā) 生.所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)也可以被用于未來(lái)的管道設(shè)計(jì)，包括選擇管道材料和 壁厚.另外，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)例如可以被用于預(yù)測(cè)進(jìn)行更換或修理的時(shí)間.
處理裝置111可以進(jìn)一步傳送數(shù)據(jù)給其它裝置，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控或數(shù) 據(jù)采集裝置，數(shù)據(jù)例如可以包括振動(dòng)響應(yīng)、所確定的諧振頻率和任何所 確定的故陣狀況。處理裝置111可以在信息被生成時(shí)或在另一裝置請(qǐng)求 該信息時(shí)傳輸該信息.
處理裝置111可以與多個(gè)振動(dòng)發(fā)生器104和多個(gè)振動(dòng)傳感器107通 信.處理裝置111可以被設(shè)計(jì)為與多個(gè)這樣的站通信并控制該多個(gè)這樣的站.有利的是，該實(shí)施例中的處理裝置111可以減少費(fèi)用和組件.另
外，處理裝置111能夠檢測(cè)正在傳開(kāi)的問(wèn)題，諸如在管道102中向下游
移動(dòng)的腐蝕或侵蝕.
圖2是在管道中振幅(A)隨頻率(f )變化的困，該困困示了用于 確定管道102的諧振頻率的一種方法.在管道102中生成處于預(yù)定頻率 的振動(dòng)，如通過(guò)脈沖頻率箭頭所表示的.作為響應(yīng)，管道102將以諧振 頻率振動(dòng)，諸如在圖中示出的響應(yīng)頻率尖峰，應(yīng)該理解，振動(dòng)發(fā)生器104 不必為了在管道102中產(chǎn)生諧振頻率響應(yīng)而以諧振頻率振動(dòng).
預(yù)定頻率可以在諧振頻率處或者接近諧振頻率.例如，當(dāng)管道是新 的，沒(méi)有出現(xiàn)任何侵獨(dú)、腐蝕或結(jié)構(gòu)問(wèn)題時(shí)，可以以管道的諧振頻率生 成預(yù)定頻率.可替換地，可以以之前確定的諧振頻率(也就是例如之前 存儲(chǔ)的值)生成預(yù)定頻率.
可替換地，振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)IOO可以生成掃頻.掃頻可以包括頻 率范圍.振動(dòng)響應(yīng)可以包含管道102的振動(dòng)，其中振動(dòng)響應(yīng)的振幅在諧 振頻率處將會(huì)大得多.
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于管道的振動(dòng)診斷方法的流程圖 300。在步驟301中，管道的一部分受到振動(dòng).如之前所討論的，可以 以大約諧振頻率、以所期望的諧振頻率或者在頻率范圍上來(lái)振動(dòng)管道的 一部分.
在步驟302中，從管道的一部分接收振動(dòng)響應(yīng).振動(dòng)響應(yīng)可以包括 多個(gè)頻率和振幅.
在步驟303中，將振動(dòng)響應(yīng)與一個(gè)或多個(gè)之前的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行比較， 該一個(gè)或多個(gè)之前的響應(yīng)可以由之前的診斷操作存儲(chǔ).結(jié)果是，該比較 可以被用于確定管道的狀況是否已經(jīng)隨時(shí)間發(fā)生變化.
在步驟304中，如果當(dāng)前的振動(dòng)響應(yīng)與一個(gè)或多個(gè)之前的響應(yīng)相差 大于預(yù)定容限，則該方法進(jìn)行到步驟305.否則，不指示故陣，并且該 方法繞過(guò)步驟305.
在步驟305中，因?yàn)楫?dāng)前的振動(dòng)響應(yīng)與一個(gè)或多個(gè)之前的響應(yīng)相差 大于預(yù)定容限，所以指示故陣狀況.這可以包括設(shè)定反映故陣狀況的狀 態(tài)、標(biāo)志或變量.故障狀況可以被存儲(chǔ)和/或傳輸給其它裝置.故陣狀 況可以進(jìn)一步被用于觸發(fā)報(bào)警、提示對(duì)管道部分的檢查等.
故障狀況可以進(jìn)一步反映故障的嚴(yán)重性.例如，故陣狀況可以包括反映在振動(dòng)響應(yīng)中所檢測(cè)的變化量的水平.
可以重復(fù)執(zhí)行上述步驟.可以以預(yù)定的時(shí)間間隔執(zhí)行上述步驟.例 如，可以以保證壁厚和/或壁結(jié)構(gòu)完整性的任何變化將被檢測(cè)到的間隔 來(lái)執(zhí)行這些步驟.
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于管道的振動(dòng)診斷方法的流程閨。在 步稞401,管道的一部分受到振動(dòng)，如之前所討論的.
在步驟402，從管道的一部分接收振動(dòng)響應(yīng).振動(dòng)響應(yīng)可以包括多 個(gè)頻率和振幅。然而，振動(dòng)響應(yīng)會(huì)很可能包括比周?chē)l率可檢測(cè)到地大 的諧振頻率.
在步驟403，根據(jù)振動(dòng)響應(yīng)來(lái)確定管道的一部分的諧振頻率.在某 些實(shí)施例中的諧振頻率被確定為最大頻率響應(yīng)，如根據(jù)振動(dòng)響應(yīng)的振幅 所確定的那樣(見(jiàn)閨2).諧振頻率包含管道的固有振動(dòng)頻率，并且可以 取決于如下因素，諸如構(gòu)造管道的材料、壁厚以及管道的形狀和尺寸. 其它因素也可影響諧振頻率.
在步驟404，將諧振頻率與一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率進(jìn)行比較. 該一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率可以由之前的診斷搮作存儲(chǔ).結(jié)果是，該 比較可以被用于確定管道的狀況是否已經(jīng)隨時(shí)間發(fā)生變化，
在步騍405,如果當(dāng)前的諧振頻率與一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率相 差大于預(yù)定的頻率容限，則該方法進(jìn)行到步驟406.否則，不指示故障， 并且該方法繞過(guò)步驟406.
在步驟406中，因?yàn)楫?dāng)前的諧振頻率與一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率 相差大于預(yù)定的頻率容限，所以指示故陣狀況，這可以包括設(shè)定反映故 障狀況的狀態(tài)、標(biāo)志或變量.故陣狀況可以進(jìn)一步反映故陣的嚴(yán)重性， 例如，故陣狀況可以包括反映在諧振頻率中所檢測(cè)到的變化量的水平. 如之前所討論的，可以重復(fù)執(zhí)行上迷步驟.
可以根據(jù)實(shí)施例中的任何一個(gè)來(lái)應(yīng)用振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法以 便提供若干優(yōu)點(diǎn)(如果需要的話).振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法提供了非 介入性的管道診斷性能，該非介入性的管道診斷性能在診斷過(guò)程期間消 除了對(duì)管道流的破壞.振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法提供了可以在不停止管 道中的材料流的情況下被執(zhí)行的診斷性能.振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法提 供了可以在不需要向管道中插入和從管道中移除診斷裝置的情況下被
執(zhí)行的診斷性能.振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法提供了遠(yuǎn)程監(jiān)控管道的能力.振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法可以顯著地減少檢查費(fèi)用并提高檢查頻 率.
振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法提供了可以被用于監(jiān)控最有可能經(jīng)受問(wèn) 題和泄漏的管道部分的性能.振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法提供了可以以間 隔被執(zhí)行的診斷性能.振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法提供了可以經(jīng)要求和在 任何時(shí)間被執(zhí)行的診斷性能.振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法提供了在更經(jīng)常 和更規(guī)律的基礎(chǔ)上監(jiān)控變化的能力.
振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法提供了對(duì)結(jié)構(gòu)完整性問(wèn)趙的檢測(cè).振動(dòng)管 道診斷系統(tǒng)和方法提供了對(duì)壁變薄的檢測(cè)，
振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法可以防止泄漏，振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法 可以在泄漏發(fā)生之前檢測(cè)到對(duì)管道的損害.振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法可 以避免環(huán)境沖擊和相關(guān)費(fèi)用.振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)和方法可以將維修費(fèi)用 和停工時(shí)間最小化.
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)(100)，其特征在于至少一個(gè)適于固定到管道的振動(dòng)發(fā)生器(104)；至少一個(gè)適于固定到所述管道的振動(dòng)傳感器(107)；以及與所述至少一個(gè)振動(dòng)發(fā)生器(104)和所述至少一個(gè)振動(dòng)傳感器(107)通信的處理裝置(111)，其中所述處理裝置(111)被配置為使用所述至少一個(gè)振動(dòng)發(fā)生器(104)來(lái)振動(dòng)所述管道的一部分，從所述至少一個(gè)振動(dòng)傳感器(107)接收對(duì)所述振動(dòng)的振動(dòng)響應(yīng)，將所述振動(dòng)響應(yīng)與所述管道的一個(gè)或多個(gè)之前的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行比較，并且如果所述振動(dòng)響應(yīng)與所述一個(gè)或多個(gè)之前的振動(dòng)響應(yīng)相差大于預(yù)定容限，則指示故障狀況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中所述故障狀況與管道的一部 分的壁厚的變化有關(guān).
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中所述故障狀況與管道的一部 分的壁結(jié)構(gòu)完整性的變化有關(guān).
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100 )，其中所述處理裝置(111)被配置 為存儲(chǔ)所述振動(dòng)響應(yīng).
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中所述處理裝置(111)被配 置為傳輸所述振動(dòng)響應(yīng).
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中所述至少一個(gè)振動(dòng)發(fā)生器 (104)和所述至少一個(gè)振動(dòng)傳感器(107)適于可移除地固定到所述管道.
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100 )，其中所述處理裝置(111)被進(jìn)一 步配置為根據(jù)所述振動(dòng)響應(yīng)來(lái)確定管道的一部分的諧振頻率，將所述諧振頻 率與管道的一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率進(jìn)行比較，并且如果所述諧振頻率與 所迷一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率的差超過(guò)預(yù)定的頻率容限，則指示故陣狀況.
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100 )，其中所述系統(tǒng)(100 )被配置為以 預(yù)定的時(shí)間間隔重復(fù)所述振動(dòng)、接收和比較，
9. 一種用于管道的振動(dòng)診斷方法，所述方法的特征在于 振動(dòng)管道的一部分； 接收對(duì)所述振動(dòng)的振動(dòng)響應(yīng)；將所述振動(dòng)響應(yīng)與管道的一個(gè)或多個(gè)之前的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行比較；以及 如果所迷振動(dòng)響應(yīng)與所述一個(gè)或多個(gè)之前的振動(dòng)響應(yīng)相差大于預(yù)定容限，則指示故障狀況。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所迷的方法，進(jìn)一步包括以預(yù)定的時(shí)間間隔重復(fù)所述 振動(dòng)、接收和比較.
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所迷的方法，其中所述故陣狀況與管道的一部分的壁 厚的變化有關(guān).
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所迷故陣狀況與管道的一部分的壁 結(jié)構(gòu)完整性的變化有關(guān)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)所述振動(dòng)響應(yīng).
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所迷的方法，進(jìn)一步包括傳輸所述振動(dòng)響應(yīng).
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中分析包括 根據(jù)振動(dòng)響應(yīng)來(lái)確定管道的一部分的諧振頻率； 將所述諧振頻率與管道的一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率進(jìn)行比較；以及 如果所述諧振頻率與所迷一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率相差大于預(yù)定的頻率容限，則指示故陣狀況.
16. —種用于管道的振動(dòng)診斷方法，所述方法的特征在于 振動(dòng)管道的一部分； 接收對(duì)所迷振動(dòng)的振動(dòng)響應(yīng)； 根據(jù)所述振動(dòng)響應(yīng)來(lái)確定管道的一部分的諧振頻率； 將所述諧振頻率與管道的一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率進(jìn)行比較；以及 如果所述諧振頻率與所述一個(gè)或多個(gè)之前的諧振頻率相差大于預(yù)定的頻率容限，則指示故陣狀況.
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所迷的方法，進(jìn)一步包括以預(yù)定的時(shí)間間隔重復(fù)所 述振動(dòng)、接收和比較，
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所迷的方法，其中所迷故陣狀況與管道的一部分的 壁厚的變化有關(guān).
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述故障狀況與管道的一部分的壁結(jié)構(gòu)完整性的變化有關(guān).
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)所述諧振頻率.
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所迷的方法，進(jìn)一步包括傳輸所述諧振頻率.
全文摘要
提供了一種振動(dòng)管道診斷系統(tǒng)(100)。所述系統(tǒng)(100)包含至少一個(gè)適于固定到管道的振動(dòng)發(fā)生器(104)，至少一個(gè)適于固定到管道的振動(dòng)傳感器(107)，以及與所述至少一個(gè)振動(dòng)發(fā)生器(104)和所述至少一個(gè)振動(dòng)傳感器(107)通信的處理裝置(111)。所述處理裝置(111)被配置為使用所述至少一個(gè)振動(dòng)發(fā)生器(104)來(lái)振動(dòng)管道的一部分，從所述至少一個(gè)振動(dòng)傳感器(107)接收對(duì)所述振動(dòng)的振動(dòng)響應(yīng)，將所述振動(dòng)響應(yīng)與管道的一個(gè)或多個(gè)之前的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行比較，如果所述振動(dòng)響應(yīng)與所述一個(gè)或多個(gè)之前的振動(dòng)響應(yīng)相差大于預(yù)定容限，則指示故障狀況。
文檔編號(hào)G01M7/00GK101622519SQ200780051697
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2007年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月22日
發(fā)明者J·D·馬丁 申請(qǐng)人:微動(dòng)公司