[發明專利]基于主動聲發射原理的輸油管道泄漏檢測裝置及方法

無效

• 申請號: 200810052372.3
• 申請日: 2008-03-05
• 公開（公告）號: CN101240874A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 李一博;曾周末;靳世久;周琰;陳世利
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司
• 代理人: 龐學欣

技術領域

本發明涉及一種基于主動聲發射原理的輸油管道泄漏檢測裝置及方法，屬于管道監測技術領域。

背景技術

目前管道運輸業已成為與鐵路、公路、航空、水運并駕齊驅的五大運輸業之一。但是，隨著管線的增多，管道使用時間的增長，管道泄漏事故發生的概率也在增大。眾所周知，如果管道內輸送的流體具有危險性和污染性，比如石油、天然氣，那么一旦發生泄漏事故將會造成巨大的生命及財產損失和環境污染。特別是在我國，油氣管網已有相當一部分步入衰老期，并且近十余年來又遭到前所未有的人為破壞，因此由泄漏事故而造成的損失十分巨大，從而嚴重地影響了管道運輸業的發展。

另外，2000年前后我國的輸油管道受到打孔盜油分子前所未有的破壞，因而引起了有關部門及科研院所的高度重視，目前已有數十家單位開展了管道泄漏檢測技術的研究，部分受破壞嚴重的管道已經安裝上泄漏檢測裝置。這些裝置在我國打孔盜油活動猖獗的特定時期內對于打擊盜油分子的囂張氣焰，避免管道泄漏事故進一步擴大起到了非常重要的作用。中國發明專利申請第96121000.1、99107241.3號及中國實用新型專利申請第02235420.4號中對該技術領域的內容已經做了較為詳細的敘述。這些檢測方法主要是基于管道內流體的壓力、流量變化或負壓波來判斷是否存在泄漏事故。雖然這些方法對于管道內流體的壓力、流量的大規模突發性變化比較敏感，從而可以有效地檢測出人為或正常的泄漏事故。但是，由于有些管道在安裝泄漏檢測裝置就有可能之前已經遭到了盜油分子的破壞，即盜油分子通常選擇在隱蔽處從輸油管道中接出一條支管到很遠的地方進行盜油，這些支路大部分時間是常開的，因此不會使輸油管道中的流量和壓力產生較大的波動，這樣即使在該管道上安裝了常規的泄漏檢測裝置也無法檢測到。此外，盜油分子在盜油過程中若采用緩慢放油的方法，或其支管相對輸油管道很細，則常規的泄漏檢測裝置也無法檢測到該類泄漏。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種檢測結果的準確性和靈敏度高的基于主動聲發射原理的管道泄漏檢測裝置及方法。

為了達到上述目的，本發明提供的基于主動聲發射原理的管道泄漏檢測裝置包括電聲換能器、信號發生器、聲發射傳感器、前置放大器和信號采集器；其中電聲換能器安裝在管道的一端管壁上，其部分結構伸入到管道內部的流體中，并且通過信號傳輸電纜與安裝在管道外部的信號發生器相連；聲發射傳感器安裝在管道的另一端管壁上，其敏感元件伸入到管道內部的流體中，并且通過信號傳輸電纜依次與安裝在管道外部的前置放大器和信號采集器相接。

所述的信號采集器包括依次相連的信號調理模塊、A/D轉換模塊和計算機。

所述的信號傳輸電纜采用同軸電纜，因此具有良好的抗干擾性能。

本發明提供的基于主動聲發射原理的管道泄漏檢測方法是首先利用信號發生器發出大功率電信號，并通過信號傳輸電纜傳輸給電聲換能器；電聲換能器接收到上述電信號后將其轉換成聲信號，并以管道內部的流體為載體向管道沿線的兩個方向傳輸；安裝在管道另一端的聲發射傳感器接收到該振動信號后將其轉換成電信號，并經由信號傳輸電纜傳輸給前置放大器；前置放大器將該信號放大后再經由信號傳輸電纜傳輸給信號采集器中的信號調理模塊；信號調理模塊對信號進行濾波處理，并將濾波后的信號調整為能夠被A/D轉換模塊接受的范圍，再由A/D轉換模塊轉換為數字信號，并且將該數字信號通過計算機接口傳輸至計算機中；最后由計算機根據接收到的聲能信號能量大小來判斷管道中的流量是否發生變化。

本發明提供的基于主動聲發射原理的輸油管道泄漏檢測裝置及方法是采用主動聲發射技術，并利用聲發射傳感器實時檢測由安裝在管道一端的電聲換能器發出信號的聲能變化，并以此來判斷管道中是否存在盜油支管或正常泄漏部位，因此檢測結果的準確性和靈敏度高，從而可以防止人為或正常的泄漏事故發生。

附圖說明

圖1為本發明提供的基于主動聲發射原理的管道泄漏檢測裝置構成示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的基于主動聲發射原理的管道泄漏檢測裝置及方法進行詳細說明。

如圖1所示，本發明提供的基于主動聲發射原理的管道泄漏檢測裝置包括電聲換能器1、信號發生器2、聲發射傳感器3、前置放大器5和信號采集器6；其中電聲換能器1安裝在管道10的一端管壁上，其部分結構伸入到管道內部的流體中，并且通過信號傳輸電纜4與安裝在管道10外部的信號發生器2相連；聲發射傳感器3安裝在管道10的另一端管壁上，其敏感元件伸入到管道內部的流體中，并且通過信號傳輸電纜4依次與安裝在管道10外部的前置放大器5和信號采集器6相接。