[實用新型]智能音波管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420031968.6
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN203771039U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張炳成;林蕭;劉敬明;雍昭
• 申請（專利權(quán)）人: 克拉瑪依華油能源科技有限公司
• 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(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種管道泄漏監(jiān)測裝置，具體地說是一種智能音波管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，屬于管道泄漏監(jiān)測裝置領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

如今，能源已經(jīng)成為制約一個國家經(jīng)濟發(fā)展的最重要因素之一，基于管道的能源輸送因運量大、耗能低、經(jīng)濟環(huán)保等優(yōu)點，迅速成為石油、天然氣的最安全、有效的主要運輸方式。但是，由于管道的自然腐蝕、老化、自然災(zāi)害和人為破壞等原因，管道泄漏事故時有發(fā)生，造成了嚴(yán)重的能源損失和環(huán)境污染。因此，作為國家經(jīng)濟命脈的油氣輸送管道的泄漏問題引起了人們的廣泛關(guān)注和重視。名稱為“管道泄露監(jiān)測系統(tǒng)”申請?zhí)枮椤癈N201120057224.8”的中國實用新型專利提供了一種管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，包括感應(yīng)組件、處理組件和顯示器，處理組件分別與感應(yīng)組件和顯示器相連接，感應(yīng)組件包括感應(yīng)裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)傳輸裝置，數(shù)據(jù)采集裝置分別與數(shù)據(jù)感應(yīng)裝置和數(shù)據(jù)傳輸裝置相連接。然而，該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)時間長，檢測精確度較低。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于，設(shè)計了一種管道泄漏監(jiān)測裝置，該裝置能實時監(jiān)測管道的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)并確定泄漏發(fā)生的位置，減少因管道泄漏造成的經(jīng)濟損失，響應(yīng)時間短，精確度高。?

本實用新型的技術(shù)方案為：?

一種管道泄漏監(jiān)測裝置，包括在管道上間隔設(shè)置的音波傳感器，所述音波傳感器通過信號調(diào)理器與音波數(shù)據(jù)采集器相連，音波傳感器實時接收和監(jiān)控管道中的音波信號并轉(zhuǎn)化為通信信號，將音波信號實時傳遞給音波數(shù)據(jù)采集器。在微小泄漏孔徑的情況下，泄漏產(chǎn)生的微弱音波信號，經(jīng)過長距離傳輸進一步衰減，使信號的捕捉變得更加困難，本實用新型通過使用定制化的音波傳感器，并設(shè)置信號調(diào)理器對信號進行放大處理，音波數(shù)據(jù)采集器對信號進行除噪處理，有效的解決了微弱信號的捕捉、放大和噪聲抑制的問題。

所述的信號調(diào)理器與音波數(shù)據(jù)采集器均設(shè)置在防爆殼內(nèi)，防止在管道破裂的同時損壞防爆殼內(nèi)的信號調(diào)理器與音波數(shù)據(jù)采集器等元件。另外，所述防爆殼內(nèi)還設(shè)有5芯屏蔽線，防止信號受到干擾。?

所述音波傳感器的采樣頻率為5-10ms，通過采用雙音波傳感器檢測，動態(tài)測量，2.5μs的瞬時響應(yīng)時間，能夠避免產(chǎn)生誤警。?

所述音波數(shù)據(jù)采集器通過數(shù)據(jù)傳輸裝置與處理器通訊連接，所述處理器分別與顯示器和存儲裝置相連。音波數(shù)據(jù)采集器將采集到的音波信號進行預(yù)處理，轉(zhuǎn)換為數(shù)字域的多通道音波信號，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)傳輸裝置實時傳輸?shù)教幚砥鳎幚砥鲗κ盏降臄?shù)據(jù)進行計算，并將判斷結(jié)果傳輸至顯示器顯示出來，儲存裝置將收到的處理器的數(shù)據(jù)儲存以便以后調(diào)用和核對。?

所述數(shù)據(jù)傳輸裝置為無線傳輸裝置，采用的通訊網(wǎng)絡(luò)可由無線傳輸網(wǎng)絡(luò)、無線通訊基站或數(shù)據(jù)傳輸專網(wǎng)。?

所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括與所述音波數(shù)據(jù)采集器通訊相連的第一無線傳輸裝置，以及與所述處理器通訊相連的第二傳輸裝置，所述第一無線傳輸裝置與所述第二傳輸裝置無線通訊連接。?

所述信號調(diào)理器還連接有A/D轉(zhuǎn)換器，將音波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號。所述A/D轉(zhuǎn)換器與單片機相連，所述單片機為AVR系列ATmega1128L單片機。ATmega1128L芯片是ATMEL公司生產(chǎn)的AVR系列處理器，該系列處理器為增強RISC內(nèi)載閃存的芯片，能夠?qū)Σ杉降漠惓Ｐ盘栠M行有效的去噪、識別處理，大大提高了檢測的精確度。?

在泄漏的瞬間，管道壓力平衡被打破，造成管道內(nèi)流體彈性力量的釋放，此時引起瞬時音波震蕩。在管道中，音波從破裂的泄漏點，透過流體導(dǎo)引，沿著管壁以音速向兩側(cè)擴張，安裝在泄露管道兩端的音波傳感器實時接收并監(jiān)控管道內(nèi)音波信號，根據(jù)音波信號到達泄露管道兩端音波傳感器的時間差，計算出發(fā)生泄漏的具體位置。?

所述音波數(shù)據(jù)采集器通過衛(wèi)星接收裝置還連接有授時衛(wèi)星，所述授時衛(wèi)星主要采用衛(wèi)星授時應(yīng)用，可以精確地將多個音波數(shù)據(jù)采集器時鐘同步起來，減小了時間誤差。?

進一步地，所述音波傳感器處還設(shè)有次聲波傳感器、流量計和負壓波傳感器，并通過所述數(shù)據(jù)傳輸裝置與所述處理器相連,由處理器比較泄露點兩側(cè)的次聲波、流量和負壓波信號，進行補償檢測，提高精確度，對微小的泄漏報警和準(zhǔn)確定位。根據(jù)次聲波、流量和負壓波信號分析異常情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有泄漏特征的次聲波時，對比流量及負壓波信號變化，在預(yù)設(shè)的時間內(nèi)報警，利用次聲波技術(shù)對異常泄漏點進行定位，提示定位信息。?