一种防腐层下腐蚀智能感知管道的制作方法

本申请涉及智能化感知管道领域，特别是涉及一种防腐层下腐蚀智能感知管道。

背景技术：

1、工业管道广泛应用于石油、化工等诸多领域，长期服役于腐蚀介质、介质冲刷等复杂工况，极易出现防腐层下腐蚀、裂纹等损伤，若未能及时感知，易引发泄漏、爆炸等安全事故，造成严重经济损失与安全隐患。

2、当前传统管道检测方式效率低下、漏检率高，且需破坏防腐层或者在通过管道内检测机器人才能检测，而现有智能检测技术存在安装复杂、兼容性差、无法适配防腐工况等问题，难以实现防腐层下腐蚀的精准、实时感知。

3、因此，亟需一种无需破坏防腐层、安装便捷、能实现防腐层下腐蚀精准感知的智能化检测装置，破解传统检测痛点，提升管道运行安全性与智能化管理水平，成为工业管道安全保障领域的迫切需求。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种防腐层下腐蚀智能感知管道，无需破坏防腐层、安装便捷、能实现防腐层下腐蚀精准感知，提升管道运行安全性与智能化管理水平。

2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案。

3、本申请提供了一种防腐层下腐蚀智能感知管道，包括管道主体、防腐包覆层、激励耦合组件以及至少一个压电陶瓷组件；

4、压电陶瓷组件，包括压电陶瓷片、第一线圈、粘接层；所述压电陶瓷片通过粘接层固定于管道主体外表面；所述第一线圈缠绕并固定于所述压电陶瓷片外表面并与所述压电陶瓷片电连接；

5、防腐包覆层，包覆于所述压电陶瓷组件的外侧；

6、激励耦合组件，包括第二线圈和激励模块；所述第二线圈设置于防腐包覆层的外侧，并与所述第一线圈呈对应布置，以实现磁共振耦合信号传输；所述第二线圈与所述激励模块电连接；

7、信号处理组件，包括信号接收模块、信号分析模块及数据输出模块；所述信号接收模块与所述第二线圈电连接；

8、所述激励模块用于产生高频激励信号，驱动所述第二线圈产生磁共振磁场，通过磁共振耦合将所述高频激励信号传递至所述第一线圈，激发所述压电陶瓷片产生超声脉冲；所述压电陶瓷片接收的超声回波转换为电信号后，依次通过所述第一线圈、所述第二线圈传输至所述信号接收模块；所述信号分析模块用于提取超声回波电信号的特征参数，并与预设的正常管道信号参数进行对比，识别管道缺陷，得到检测结果；所述数据输出模块用于输出检测结果。

9、可选地，所述压电陶瓷片采用pzt系列压电材料制成，所述压电陶瓷片的厚度为0.3-0.7mm，所述压电陶瓷片的直径为5-30mm。

10、可选地，所述粘接层采用环氧类粘接剂，厚度为0.01-0.3mm；所述粘接层与管道主体外表面之间还设置有一基层处理层，所述基层处理层为通过喷砂除锈或打磨处理形成的洁净粗糙表面。

11、可选地，所述第一线圈与第二线圈均为高q值线圈；所述激励模块产生的高频激励信号频率范围为100khz-10mhz。

12、可选地，所述防腐包覆层的材料包括沥青、聚乙烯或环氧煤沥青，厚度为0.5-30mm。

13、可选地，当压电陶瓷组件的数量为至少两个时，压电陶瓷组件沿管道主体轴向或周向间隔布置，相邻两个压电陶瓷组件的间距为0.05-5m。

14、可选地，所述压电陶瓷片上还设置有背板，所述背板固定于压电陶瓷片背离管道的一侧，用于增强压电陶瓷组件的抗外力冲击能力。

15、可选地，所述压电陶瓷组件采用多个压电陶瓷片通过串联或并联方式组合形成柔性化的压电陶瓷组件。

16、可选地，所述信号分析模块内置滤波处理单元、放大处理单元、解调处理单元，提取的超声回波电信号的特征参数包括幅值、频率和传播时间。

17、本申请提供了一种防腐层下腐蚀智能感知管道，通过压电陶瓷组件、激励耦合组件和信号处理组件，激励模块产生的高频激励信号，驱动第二线圈产生磁共振磁场，通过磁共振耦合将高频激励信号传递至第一线圈，激发压电陶瓷片产生超声脉冲，压电陶瓷片接收的超声回波转换为电信号后，依次通过第一线圈、第二线圈传输至信号接收模块，信号分析模块提取超声回波电信号的特征参数并与预设的正常管道信号参数进行对比，识别管道缺陷，得到检测结果，实现了防腐层下腐蚀精准感知，彻底解决传统检测漏检、损伤防腐层的痛点，无需破坏管道原有结构，可精准捕捉管道内部腐蚀、裂纹等隐患，保障感知准确性；通过压电陶瓷组件、激励耦合组件、信号处理组件三部分组成协同工作，实现管道缺陷的检测与信号传输。

1.一种防腐层下腐蚀智能感知管道，其特征在于，所述防腐层下腐蚀智能感知管道包括管道主体、防腐包覆层、激励耦合组件以及至少一个压电陶瓷组件；

2.根据权利要求1所述的防腐层下腐蚀智能感知管道，其特征在于，所述压电陶瓷片采用pzt系列压电材料制成，所述压电陶瓷片的厚度为0.3-0.7mm，所述压电陶瓷片的直径为5-30mm。

3.根据权利要求1所述的防腐层下腐蚀智能感知管道，其特征在于，所述粘接层采用环氧类粘接剂，厚度为0.01-0.3mm；所述粘接层与管道主体外表面之间还设置有一基层处理层，所述基层处理层为通过喷砂除锈或打磨处理形成的洁净粗糙表面。

4.根据权利要求1所述的防腐层下腐蚀智能感知管道，其特征在于，所述第一线圈与第二线圈均为高q值线圈；所述激励模块产生的高频激励信号频率范围为100khz-10mhz。

5.根据权利要求1所述的防腐层下腐蚀智能感知管道，其特征在于，所述防腐包覆层的材料包括沥青、聚乙烯或环氧煤沥青，厚度为0.5-30mm。

6.根据权利要求1所述的防腐层下腐蚀智能感知管道，其特征在于，当压电陶瓷组件的数量为至少两个时，压电陶瓷组件沿管道主体轴向或周向间隔布置，相邻两个压电陶瓷组件的间距为0.05-5m。

7.根据权利要求1所述的防腐层下腐蚀智能感知管道，其特征在于，所述压电陶瓷片上还设置有背板，所述背板固定于压电陶瓷片背离管道主体的一侧，用于增强压电陶瓷组件的抗外力冲击能力。

8.根据权利要求1所述的防腐层下腐蚀智能感知管道，其特征在于，所述压电陶瓷组件采用多个压电陶瓷片通过串联或并联方式组合形成柔性化的压电陶瓷组件。

9.根据权利要求1所述的防腐层下腐蚀智能感知管道，其特征在于，所述信号分析模块内置滤波处理单元、放大处理单元、解调处理单元，提取的超声回波电信号的特征参数包括幅值、频率和传播时间。