面向高腐蚀管道的在线超声测厚系统研究
发布时间：2021-05-10 19:48
在炼化行业,每年由于设备、管道的泄露,都会造成大量的火灾、爆炸事故,从而产生严重的经济损失及人员伤亡。其原因主要是因为在炼油过程中使用的主要设备都是由金属材料制成,而石油炼化过程中又会产生大量的硫、氯离子,遇水与金属产生化学反应,造成金属离子的流失使金属容器、管道的壁厚减薄直至穿孔。尤其是近些年,大量劣质原油的引进,更是加剧了在炼油过程中对设备、管道的腐蚀,造成事故频发,而一些高温、高空等不易进行频繁检测的管线更是重中之重。故而对高温、高空等金属设备、金属管道的实时监测也成为行业研讨会及相关机构的研究重点。本课题也是针对高腐蚀金属管道的在线监测方案的需求进行设计研究,提出解决方法。本课题是基于超声波测厚原理,实现高腐蚀、高温管道的实时在线厚度监测,并对数据传输、软件显示等系统进行研究开发。本课题的研究主要分为四个部分:第一,高腐蚀管道在线超声测厚的背景和意义,以及国内外超声测厚技术的发展情况。第二,超声测厚系统的数学建模,建立数学模型,对组成传感器主要部分的结构进行设计计算,确认技术可行性。以超声测厚原理出发,对影响关键参数的波源、传播过程、声阻抗等超声波的特性进行分析研究。通过对系统...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 超声测厚技术发展和国内外的研究状况
1.3 本课题的主要研究内容
第2章 传感器的设计开发
2.1 引言
2.2 厚度值的计算方法及公式
2.2.1 厚度值的计算公式
2.2.2 用于厚度值计算的脉冲波的设计
2.3 波源的传导分析和确定
2.3.1 所用超声波频率的确定
2.3.2 用于测厚的超声波类型的确认
2.4 影响超声波测厚结果的计算分析
2.4.1 声速对系统测量的影响
2.4.2 声阻抗对系统测量的影响
2.5 测厚系统流程的设计
2.6 换能器的设计及分析
2.6.1 振动模式的设计和选型
2.6.2 带宽的设计和选型
2.7 波导杆的设计
2.7.1 波导的结构
2.7.2 利用波导的选型解决高温环境的应用
2.8 本章小结
第3章 超声测厚系统软硬件的设计
3.1 引言
3.2 硬件系统的设计
3.2.1 单片机
3.2.2 发射电路
3.2.3 接收电路
3.2.4 无线通讯
3.3 软件系统
3.3.1 系统架构
3.3.2 软件界面
3.4 本章小结
第4章 超声测厚系统样机实验与分析
4.1 引言
4.2 样机的组装
4.2.1 传感器
4.2.2 耦合结构
4.3 信号收发
4.3.1 测试过程
4.4 数据精度及准确性
4.4.1 安装调试
4.4.2 对比测试
4.4.3 测量系统精度分析
4.5 长周期运行及稳定性
4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]NB-IoT技术在消防物联网中的应用[J]. 储浩,王勇,王栋. 移动通信. 2018(11)
[2]基于NB-IoT的温度监测系统的设计与实现[J]. 郭晓玲,武仁杰,张同心. 河北北方学院学报(自然科学版). 2018(05)
[3]Nanofillers modification of Epocast 50-A1/946 epoxy for bonded joints[J]. U.A.Khashaba,A.A.Aljinaidi,M.A.Hamed. Chinese Journal of Aeronautics. 2014(05)
[4]超声波测量钢锻件材料衰减系数的误差分析及解决办法[J]. 王晨,游方芳,李世忠,梁立斌. 无损检测. 2014(06)
[5]超声波检测中波型转换的计算分析[J]. 孙朝明. 无损检测. 2014(02)
[6]频谱分析技术在超声检测中的应用[J]. 刘立群,赵振南. 一重技术. 2013(05)
[7]在线腐蚀监测技术在炼油装置中的应用[J]. 易轶虎. 石油化工腐蚀与防护. 2012(05)
[8]低频导波在场站管道检测中的应用研究[J]. 宋日生,喻建胜,何莎,王文韬,彭星煜. 中国测试. 2012(05)
[9]基于ATmega 128L单片机和ZigBee技术的多功能电能表的设计和实现[J]. 李靖,王克英,郭翔. 低压电器. 2012(16)
[10]超声波探伤技术的发展及在状态检修中的应用[J]. 郭智. 山东电力技术. 2010(02)
博士论文
[1]典型石化设备局部腐蚀特征及腐蚀机理研究[D]. 胥聪敏.西安交通大学 2007
[2]油气管道腐蚀失效预测及安全可靠性评估研究[D]. 张占奎.天津大学 2006
硕士论文
[1]高精度超声波测距仪的研究设计[D]. 王莹.华北电力大学（北京） 2006
本文编号：3179956
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 超声测厚技术发展和国内外的研究状况
1.3 本课题的主要研究内容
第2章 传感器的设计开发
2.1 引言
2.2 厚度值的计算方法及公式
2.2.1 厚度值的计算公式
2.2.2 用于厚度值计算的脉冲波的设计
2.3 波源的传导分析和确定
2.3.1 所用超声波频率的确定
2.3.2 用于测厚的超声波类型的确认
2.4 影响超声波测厚结果的计算分析
2.4.1 声速对系统测量的影响
2.4.2 声阻抗对系统测量的影响
2.5 测厚系统流程的设计
2.6 换能器的设计及分析
2.6.1 振动模式的设计和选型
2.6.2 带宽的设计和选型
2.7 波导杆的设计
2.7.1 波导的结构
2.7.2 利用波导的选型解决高温环境的应用
2.8 本章小结
第3章 超声测厚系统软硬件的设计
3.1 引言
3.2 硬件系统的设计
3.2.1 单片机
3.2.2 发射电路
3.2.3 接收电路
3.2.4 无线通讯
3.3 软件系统
3.3.1 系统架构
3.3.2 软件界面
3.4 本章小结
第4章 超声测厚系统样机实验与分析
4.1 引言
4.2 样机的组装
4.2.1 传感器
4.2.2 耦合结构
4.3 信号收发
4.3.1 测试过程
4.4 数据精度及准确性
4.4.1 安装调试
4.4.2 对比测试
4.4.3 测量系统精度分析
4.5 长周期运行及稳定性
4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]NB-IoT技术在消防物联网中的应用[J]. 储浩,王勇,王栋. 移动通信. 2018(11)
[2]基于NB-IoT的温度监测系统的设计与实现[J]. 郭晓玲,武仁杰,张同心. 河北北方学院学报(自然科学版). 2018(05)
[3]Nanofillers modification of Epocast 50-A1/946 epoxy for bonded joints[J]. U.A.Khashaba,A.A.Aljinaidi,M.A.Hamed. Chinese Journal of Aeronautics. 2014(05)
[4]超声波测量钢锻件材料衰减系数的误差分析及解决办法[J]. 王晨,游方芳,李世忠,梁立斌. 无损检测. 2014(06)
[5]超声波检测中波型转换的计算分析[J]. 孙朝明. 无损检测. 2014(02)
[6]频谱分析技术在超声检测中的应用[J]. 刘立群,赵振南. 一重技术. 2013(05)
[7]在线腐蚀监测技术在炼油装置中的应用[J]. 易轶虎. 石油化工腐蚀与防护. 2012(05)
[8]低频导波在场站管道检测中的应用研究[J]. 宋日生,喻建胜,何莎,王文韬,彭星煜. 中国测试. 2012(05)
[9]基于ATmega 128L单片机和ZigBee技术的多功能电能表的设计和实现[J]. 李靖,王克英,郭翔. 低压电器. 2012(16)
[10]超声波探伤技术的发展及在状态检修中的应用[J]. 郭智. 山东电力技术. 2010(02)
博士论文
[1]典型石化设备局部腐蚀特征及腐蚀机理研究[D]. 胥聪敏.西安交通大学 2007
[2]油气管道腐蚀失效预测及安全可靠性评估研究[D]. 张占奎.天津大学 2006
硕士论文
[1]高精度超声波测距仪的研究设计[D]. 王莹.华北电力大学（北京） 2006
本文编号：3179956
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