[發明專利]一種氣液體輸送管道的智能化方法

有效

• 申請號: 201210150722.6
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN103423601A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 段穎妮;韓佐軍;李國柱;田浩
• 申請（專利權）人: 西安文理學院
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及氣液體輸送管道工程領域，特別涉及一種氣液體輸送管道的智能化方法。

背景技術

目前，氣液輸送管道的健康檢測主要依靠在不同輸送節點上流量差及用聽音設備沿線查漏方法發現管道損傷泄露情況，另外，采用管道機器人進入管道內進行巡檢探傷，是新型的管道檢測方法。

節點流量差法發現問題存在發現嚴重滯后，帶來經濟損失和污染環境。

聽音法監測管道存在大量人力耗費、工作效率低下。

管道機器人，是針對油、氣等輸送管道的檢測、維修、異物清理等維護檢修作業所研制的一種特種機器人，它綜合了智能移動載體技術和管道缺陷無損檢測技術。通過攜帶的無損檢測裝置和其它作業裝置對油氣管道進行在役檢測、清理、維護，以保障管道的安全和暢通無阻地工作。對穿越河流、鐵路、道路的特殊管道或埋地管道的重要部位進行有選擇的檢測時，管道檢測機器人具有獨特的優勢。然而，管道機器人巡檢管道也存在如下問題：1.管道檢測機器人阻力截面大，對在役管道的輸運效率產生影響。2.管道機器人本體與外界的無纜通訊一直未能得到很好的解決，影響了信息上傳的實時性。3.機器人可靠性問題有可能帶來管道阻塞風險。4.管道機器人成本高，檢測距離短，目前一般只是完成檢測任務，管道修復傳統上采用開挖解決，也有非開挖管道修復技術，但工程量大。

本發明意欲將傳感器檢測技術、現代網絡技術、人工智能與自動化技術和管道制造技術進行一體化整合與集成，以實現管道監測的智能化，形成智能化管道。

發明內容

本發明為了解決現有技術的不足，使氣液輸運管道系統監測更加高效、實時、經濟，提供一種氣液體輸送管道的智能化方法，以嵌入式方式將傳感器元件與管道基體材料整合，并與其附屬的測控與通信系統一起構成一體智能化管道。

本發明所采用的技術方案是：

一種氣液體輸送管道的智能化方法，其特征是其特征是智能管道監測體系，通過布設于智能管道節的管道基體(1)中的分布式傳感器網絡(2)感知管道損傷，接著利用云計算、模式識別技術，將從傳感器獲得的海量信息分析、加工和處理，將管道損傷信息通過網絡傳送給監控中心；其中智能管道節由管道基體(1)、分布式傳感器網絡(2)、通訊及供電網絡(3)、控制與通訊節點(4)、接續器(5)、及保護層(6)組成，其中分布式傳感器網絡(2)嵌入管道基體(1)中，形成管道結構的神經末梢，通訊及供電網絡(3)貼合在管道基體(1)外表面，保護層(6)緊密壓合在管道基體外壁上，同時將通訊及供電網絡(3)包裹在其內壁；控制與通訊節點(4)與接續器(5)分別安裝在智能管道節兩端。

其特征是在智能管道節制造過程中將分布式傳感器網絡(2)、通訊及供電網絡(3)及管道基體(1)一體化制造，并在鋪設過程中串接成分布式網絡與區域監控室主控計算機連接，鋪設過程中智能管道節之間通過控制與通訊節點(4)與接續器(5)及線纜連接，在管線沿途采用每隔8——10公里設置單元供電站(7)的方法，智能管道節之間采用連接器(8)進行能量的傳遞。

其特征是采用分布式傳感器網絡(2)監測管道損傷，將其內嵌入管道基體(1)中以正反螺旋繞制形成分布式網絡。

其特征是控制與通信節點(4)由集成有網絡接口功能的芯片及外圍器件組成，采集和處理具體的數據，實現鏈路層功能和物理層網絡服務，提供應用層的通信協議，將處理后形成的管道損傷診斷結果上傳區域監控室。

其特征是采用每隔8——10公里公里設單元供電站(7)的方法供給智能管道電控系統能量，單元供電站(7)的位置設置使其覆蓋管道沿線區域相互疊加提高其系統可靠性，各單元供電站覆蓋的管道沿線區域之間采用連接器(8)和線纜進行能量的傳遞。

其特征是通信及供電網絡(3)連接控制與通訊節點(4)，拓撲結構在底層，各管道節之間，采用總線拓撲方式，信息沿總線介質逐個節點廣播傳輸，底層之上采用樹形網絡拓撲。

其特征是用連接線纜或外加接續器(5)將相鄰智能管道節連接；由一組智能管道節與區域監控室計算機相連構成一個基本運行監控智能管道單元，整個管道網絡由基本運行監控智能管道單元及主控計算機構成。

智能管道監測體系結構框圖如圖1所示：通過布設于管道基體中的分布式傳感器網絡感知管道損傷，使管道狀況能自感知，接著利用云計算、模式識別等各種智能技術，將從傳感器獲得的海量信息分析、加工和處理得出有意義的數據，使得管道損傷能夠自診斷，最后通過網絡傳送給監控中心。它是一種將傳感技術、現代網絡技術和人工智能與自動化技術聚合與集成的應用。