【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道监测，尤其涉及一种承插式管道角位移监测方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、随着我国城市化水平的快速提高，城市基础设施的建设发展也日新月异，地下管线作为城市供水、供气等关键生命线工程的核心部分，其铺设量大幅增长。承插式管道接口因其安装便捷、密封性能优越及广泛的适用性，成为管道连接中的常用方式。然而，承插接口作为管道系统中的薄弱环节，其失效问题尤为突出，是导致管道病害的主要原因。
2、承插式管道接口失效，通常源于管周地层的不均匀沉降和局部土体脱空，这些因素使得相邻管节间发生偏转，进而引发承口与插口间的接触挤压损坏或密封胶圈脱落，导致接口失效。针对此类承插式管道接口失效问题，目前尚缺乏有效的监测手段，很难及时发现相邻管节的偏转脱离现象，导致重大事故和人员伤亡的风险极大。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种承插式管道角位移监测方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质，能够有效监测承插式管道接口的角位移方向和大小，有助于提高管道系统的可靠性和安全性。
2、本专利技术一实施例提供了一种承插式管道角位移监测方法，包括：
3、实时获取承插式管道的管道参数和插口内壁的感测数据；感测数据包括：感测光纤的测试位置和对应的应变数据；
4、根据管道参数和插口内壁的感测数据，对管道插口内壁进行变形分析，得到管道插口内壁的变形量；
5、确定最大变形量所对应的测量点，并将包含测量点的管道横截面作为目标管道
6、以目标管道横截面的圆心为坐标原点，以水平正交管道中轴线方向为正方向建立坐标系，并确定最大变形量所对应的测试点与坐标系正方向的夹角；
7、将夹角加上一个半圆的角度，得到管道的相对偏转方向，并将相对偏转方向作为管道的角位移方向；
8、根据最大变形量以及目标曲线，确定管道的相对转角，并将相对转角作为管道的角位移大小；其中，目标曲线用于表征最大变形量与相对转角之间的关系；
9、当角位移方向或角位移大小超过预设范围时，发出承插接口失效破坏风险信号。
10、进一步的，根据管道参数和插口内壁的感测数据，对管道插口内壁进行变形分析，得到管道插口内壁的变形量，包括：
11、根据管道参数，通过以下公式计算管道插口初始周长：
12、l0＝2πr0；
13、根据各测试点的应变数据以及管道插口初始周长，通过以下公式计算得到各测试点的变形量：
14、δl＝κ·l0；
15、将各测试点的变形量，作为管道插口内壁的变形量；
16、其中，κ表示测试点的应变数据，δl表示测试点的变形量，r0表示管道插口的初始半径，l0表示管道插口初始周长。
17、进一步的，确定最大变形量所对应的测试点与坐标系正方向的夹角，包括：
18、将最大变形量所在的测试点与圆心连接，得到连接线；
19、计算连接线与坐标系正方向的角度，并将角度作为最大变形量所对应的测试点与坐标系正方向的夹角。
20、进一步的，根据最大变形量以及目标曲线，确定管道的相对转角，包括：
21、将最大变形量与目标曲线进行匹配，确定最大变形量在目标曲线中所对应的相对转角；
22、将最大变形量在目标曲线中所对应的相对转角，作为管道的相对转角。
23、进一步的，目标曲线通过以下方式确定：
24、对若干组管道进行对应管道承插接口弯曲数值试验，得到若干组管道插口内壁的实验最大变形量和对应的相对转角；
25、根据若干组管道插口内壁的实验最大变形量和对应的相对转角，构建目标曲线。
26、进一步的，承插式管道角位移监测方法，还包括：
27、将管道参数、角位移方向和角位移大小发送至管道形态可视化模块，以使管道形态可视化模块根据管道参数、角位移方向和角位移大小，构建承插式管道三维模型，并将管道参数、角位移方向和角位移大小的具体数值显示在承插式管道三维模型上。
28、进一步的，感测数据还包括：感测光纤的测试位置对应的温度数据；
29、根据管道参数和插口内壁的感测数据，对管道插口内壁进行变形分析，得到管道插口内壁的变形量，还包括：
30、根据管道参数中的管道材料确定对应的线性膨胀系数；
31、根据各测试点的温度数据、管道插口初始周长以及线性膨胀系数，通过以下公式计算得到各测试点的温度补偿变形量：
32、δl′＝α·l0·δt；
33、将各测试点的变形量与对应测试点的温度补偿变形量的和，更新为管道插口内壁的变形量；
34、其中，δl′表示测试点的温度补偿变形量，α表示线性膨胀系数，δt表示测试点的温度变化量。
35、在上述方法项实施例的基础上，本专利技术对应提供了装置项实施例，包括：光纤感测模块、承插式管道角位移计算模块以及失效预警模块；
36、光纤感测模块，用于实时获取承插式管道的管道参数和插口内壁的感测数据；感测数据包括：感测光纤的测试位置和对应的应变数据；
37、承插式管道角位移计算模块，包括：变形分析单元、目标横截面确定单元、坐标系构建单元、角位移方向确定单元以及角位移大小确定单元；
38、变形分析单元，用于根据管道参数和插口内壁的感测数据，对管道插口内壁进行变形分析，得到管道插口内壁的变形量；
39、目标横截面确定单元，用于确定最大变形量所对应的测量点，并将包含测量点的管道横截面作为目标管道横截面；
40、坐标系构建单元，用于以目标管道横截面的圆心为坐标原点，以水平正交管道中轴线方向为正方向建立坐标系，并确定最大变形量所对应的测试点与坐标系正方向的夹角；
41、角位移方向确定单元，用于将夹角加上一个半圆的角度，得到管道的相对偏转方向，并将相对偏转方向作为管道的角位移方向；
42、角位移大小确定单元，用于根据最大变形量以及目标曲线，确定管道的相对转角，并将相对转角作为管道的角位移大小；其中，目标曲线用于表征最大变形量与相对转角之间的关系；
43、失效预警模块，用于当角位移方向或角位移大小超过预设范围时，发出承插接口失效破坏风险信号。
44、在上述方法项实施例的基础上，本专利技术对应提供了终端设备项实施例，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时，实现如本专利技术所述的承插式管道角位移监测方法的步骤。
45、在上述方法项实施例的基础上，本专利技术对应提供了计算机可读存储介质项实施例，包括：存储的计算机程序，在计算机程序运行时，控制计算机可读存储介质所在的设备执行如本专利技术所述的承插式管道角位移监测方法的步骤。
46、与现有技术相比，本方案实施例的有益效果在于：
47、本专利技术通过实时获取承插式管道本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种承插式管道角位移监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的承插式管道角位移监测方法，其特征在于，根据所述管道参数和插口内壁的感测数据，对管道插口内壁进行变形分析，得到管道插口内壁的变形量，包括：
3.根据权利要求2所述的承插式管道角位移监测方法，其特征在于，所述确定最大变形量所对应的测试点与坐标系正方向的夹角，包括：
4.根据权利要求3所述的承插式管道角位移监测方法，其特征在于，根据最大变形量以及目标曲线，确定管道的相对转角，包括：
5.根据权利要求4所述的承插式管道角位移监测方法，其特征在于，所述目标曲线通过以下方式确定：
6.根据权利要求5所述的承插式管道角位移监测方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求6所述的承插式管道角位移监测方法，其特征在于，所述感测数据还包括：感测光纤的测试位置对应的温度数据；
8.一种承插式管道角位移监测装置，其特征在于，包括：光纤感测模块、承插式管道角位移计算模块以及失效预警模块；
9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括：存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时，控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1-7任意一项所述的承插式管道角位移监测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种承插式管道角位移监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的承插式管道角位移监测方法，其特征在于，根据所述管道参数和插口内壁的感测数据，对管道插口内壁进行变形分析，得到管道插口内壁的变形量，包括：
3.根据权利要求2所述的承插式管道角位移监测方法，其特征在于，所述确定最大变形量所对应的测试点与坐标系正方向的夹角，包括：
4.根据权利要求3所述的承插式管道角位移监测方法，其特征在于，根据最大变形量以及目标曲线，确定管道的相对转角，包括：
5.根据权利要求4所述的承插式管道角位移监测方法，其特征在于，所述目标曲线通过以下方式确定：
6.根据权利要求5所述的承插式管道角位移监测方法，其特征在于，还包...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓，冯伯虎，王霞，林沛元，王海涛，陈坤伦，孙春梅，袁勋，
申请(专利权)人：郑州郑发水利工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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