[發明專利]基于聲波協同檢測的管道震擊破壞定位系統及其定位方法

無效

• 申請號: 200710115348.5
• 申請日: 2007-12-14
• 公開（公告）號: CN101206010A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 艾長勝;趙洪華;初文杰
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及涉及一種基于聲波協同檢測的管道震擊破壞定位系統及其定位方法。

背景技術

管道輸送在工農業生產中應用廣泛并在各行各業發揮著重要作用，由于腐蝕、焊縫缺陷、震動及沖刷等原因引起的自然損壞造成的泄漏變得日益嚴重，一些地區的輸油管線的人為破壞偷盜現象時有發生。管道泄漏不僅會影響管道輸送的正常進行，造成重大經濟損失，而且當輸送有毒害、腐蝕性、易燃易爆的介質時，還會污染環境，引起火災爆炸事故。因此，對管道泄漏的預防及泄漏的及時報警、定位具有極為重要的現實意義。

各種管道泄漏檢測方法在管道安全運行中發揮了重要作用，但泄漏檢測方法是以管道內流體的流量、壓力等狀態信號發生了顯著變化為基礎，已經發生泄漏后才能報警。引發管道泄漏事故的種種原因中，人為破壞管道造成的泄漏已超過腐蝕而位居首位，因此，研究管道剛發生破壞時就能檢測定位的預警系統具有重要意義。

研究和利用管道導波規律，采用管道聲檢測技術對管線運行狀態進行監控，能夠對傳輸管線安全運行進行預警防護，當管道震擊破壞或發生泄漏時，系統對管道破壞自動檢測與診斷，為操作者提供一個反映外部破壞的“震擊”警報，能有效遏制人為破壞，最大限度地減少物質漏失及對人民生命財產和環境造成的危害。

發明內容

本發明的目的就是為了解決目前管道泄漏振動檢測方法不能及時給出預警信息，不能及時定位，不能有效遏制人為破壞，造成國家財產損失和環境污染等問題，提供一種具有方法簡單，使用方便，可準確及時有效的發出報警消息，并進行定位，從而有效保護國家財產，減少了輸油管線泄露對環境造成破壞的基于聲波協同檢測的管道震擊破壞定位系統及其定位方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于聲波協同檢測的管道震擊破壞定位系統，它包括檢測管道，所述檢測管道上設有若干個測試點，在每個測試點上安裝橫波檢測傳感器和縱波檢測傳感器，各檢測器傳感器與上位計算機通訊。

一種基于聲波協同檢測的管道震擊破壞定位方法，它方法為，

(1)在管道上根據設計要求設置若干個測試點，在每個測試點安裝橫波檢測傳感器和縱波檢測傳感器；

(2)在管道出現異常震動時，與震擊點最近的測試點上的橫波和縱波檢測傳感器將接收的聲波信號進行處理，確定橫波縱波傳播時間差；

(3)該時間差信號送入上位計算機，一方面與上位計算機中的數據庫資料進行比對，確定震擊類型，并給出聲速差系數k，同時上位計算機利用公式s＝kτ對震擊點定位，其中s為震擊點距檢測點傳感器的距離，τ為兩傳感器收到信號的時間差。

所述步驟(2)中，橫波檢測傳感器對信號的處理過程為，它將接收的信號依次進行信號放大、信號濾波、A/D轉換，數字信號處理，利用公式s＝v₂t₂，其中v₂為橫波在管壁中的傳播速度，t₂為聲波到達測點傳感器的時間，記錄橫波到達時刻。

所述步驟(2)中，縱波檢測傳感器對信號的處理過程為，它將接收的信號依次進行信號放大、信號濾波、A/D轉換，數字信號處理，利用公式s＝v₁t₁，其中v₁為縱波在管壁中的傳播速度，t₁為聲波到達測點傳感器的時間，記錄縱波到達時刻。

所述步驟(3)中確定聲速差系數k時，事先選定一個震擊破壞試驗點，設定震擊破壞試驗點與測試點間的已知距離為s₀，然后由兩傳感器確定收到信號的時間差τ₀，利用公式k=s0τ0]]>確定聲速差系數k。

本發明的定位原理：

1聲波在管道中的傳播方式

管道既是遠距離輸送物質的通道，同時又是信息傳播的媒介，因此可以將其作為遙測和實時故障監測系統中的信息通道。當壓力管道發生泄漏或受到震動沖擊時，管道發生振動產生聲音，聲源把振動能量傳給周圍介質，使介質產生波動，這樣聲音就能夠傳播，所以說聲音是一種波動。利用鋼管道傳聲，可以得到沿管壁傳播的縱波、橫波和聲表面波。