[實(shí)用新型]燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏瞬變壓力波檢測(cè)分析系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201521097431.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN205261238U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高相銘;鄒玉煒;常大為;常慧敏;何方
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安陽(yáng)師范學(xué)院
• 主分類號(hào): F17D5/02
• 分類號(hào): F17D5/02
• 代理公司: 鄭州立格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41126
• 代理人: 王暉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏檢測(cè)分析系統(tǒng)及分析方法，屬于智能檢測(cè)分析 技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)作為連接天然氣長(zhǎng)輸管線與天然氣用戶的橋梁，擔(dān)負(fù)著向企業(yè)和居 民用戶直接供氣的重要職責(zé)。隨著城市燃?xì)庑枨蟮募眲≡黾樱鞘腥細(xì)夤芫W(wǎng)規(guī)模日趨龐大， 安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加。燃?xì)饩哂幸兹家妆奶匦裕孤┖笈c空氣混合，當(dāng)其濃度達(dá)到 爆炸極限時(shí)，遇火即發(fā)生爆炸。另外，由于城市人口集中，如果發(fā)生事故，必將造成大量人員 傷亡和重大財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重影響城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定。

因此無(wú)論是從安全因素、經(jīng)濟(jì)因素還是環(huán)境保護(hù)因素出發(fā)，研發(fā)適用于城市燃?xì)? 管網(wǎng)的泄漏智能檢測(cè)和定位技術(shù)，對(duì)于減少損失，保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，保障城市燃?xì)? 管網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

隨著故障診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏檢測(cè)的重點(diǎn)已由單一的硬件檢測(cè)向 軟件、硬件、智能算法相結(jié)合的方向發(fā)展。依靠計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)處理和分析的巨大優(yōu)勢(shì)， 使泄漏檢測(cè)技術(shù)與智能算法和先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)的實(shí)時(shí)在 線監(jiān)測(cè)與泄漏點(diǎn)精確定位。

燃?xì)夤芫W(wǎng)發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏點(diǎn)處會(huì)因?yàn)槿細(xì)饨橘|(zhì)流失而導(dǎo)致此處的氣體密度減 小，從而在泄漏點(diǎn)處產(chǎn)生瞬時(shí)壓力降低并作用在燃?xì)饨橘|(zhì)上成為減壓波源。這種泄漏瞬變 壓力波將在管網(wǎng)內(nèi)通過管道和燃?xì)饨橘|(zhì)向泄漏點(diǎn)的上下游傳播。通過檢測(cè)并分析這種泄漏 瞬變壓力波的特性將為準(zhǔn)確判斷燃?xì)庑孤┖途_定位泄漏點(diǎn)提供可靠依據(jù)，傳統(tǒng)的檢測(cè)系 統(tǒng)中主要通過檢測(cè)波的變化幅度來判定，由于管網(wǎng)所處環(huán)境的復(fù)雜性，其傳播過來的波往 往是多種波源交織而成的，傳統(tǒng)的判斷方式雖然在一定程度上能夠識(shí)別泄漏波形，但由于 各種原因也常常會(huì)引起誤判。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏瞬變壓力波檢測(cè)分析系統(tǒng)。

本實(shí)用新型所提供一種燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏瞬變壓力波檢測(cè)分析系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中 心，在需要檢測(cè)的每個(gè)區(qū)域內(nèi)構(gòu)建的一個(gè)獨(dú)立的ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)獨(dú)立的 ZigBee網(wǎng)絡(luò)采用Mesh網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)組成，多個(gè)傳 感器節(jié)點(diǎn)安裝設(shè)置在燃?xì)夤芫W(wǎng)的管線上，用于采集管線內(nèi)燃?xì)獾膲毫Σ▍?shù)，每個(gè)傳感器 節(jié)點(diǎn)都連接有一個(gè)GPS模塊，GPS模塊用于接收衛(wèi)星發(fā)出的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，從而做到信號(hào)的 嚴(yán)格同步采集，所述的傳感器節(jié)點(diǎn)都是路由節(jié)點(diǎn)，可以自由連接通信，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過多跳路 由的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，最后到達(dá)ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器；

ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器連接有GPRS模塊，每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)都和一個(gè)GPRS 模塊相連，ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)建立和管理ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并接收各傳感器節(jié) 點(diǎn)的數(shù)據(jù)上報(bào)，將其進(jìn)行融合處理后傳給GPRS模塊；

GPRS模塊連接遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，由GPRS模塊將數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)，遠(yuǎn) 程數(shù)據(jù)中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)獲取現(xiàn)場(chǎng)的上傳的壓力瞬變信號(hào)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處 理，通過檢測(cè)泄漏瞬變壓力波對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)和定位，進(jìn)一步的，所述的傳感器節(jié)點(diǎn) 由信號(hào)采集單元、信號(hào)調(diào)理單元、信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、時(shí)間同步單元、數(shù)據(jù)處理和無(wú)線傳輸單元 以及電源管理單元組成，所述的信號(hào)采集單元壓電式動(dòng)態(tài)壓力傳感器及外圍電路實(shí)現(xiàn)，負(fù) 責(zé)將管道內(nèi)介質(zhì)的瞬變壓力波轉(zhuǎn)換為微弱電壓信號(hào)；信號(hào)調(diào)理單元負(fù)責(zé)對(duì)壓電式動(dòng)態(tài)壓力 傳感器輸出的微弱電壓信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理，從而得到適合A/D轉(zhuǎn)換器輸入的電壓范 圍；經(jīng)過調(diào)理的瞬變壓力波信號(hào)送入信號(hào)轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理和無(wú)線傳輸單元 采用具有微處理器和無(wú)線傳輸功能CC2430芯片，電源管理單元由光伏模塊、蓄電池和電源 模塊組成，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)開始運(yùn)行后，CC2430首先申請(qǐng)加入網(wǎng)絡(luò)，成功后定時(shí)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn) 換器壓力波信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果送數(shù)據(jù)傳輸單元RF前端，經(jīng)過天線進(jìn)行發(fā)送，進(jìn)一 步的，所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器要由射頻模塊CC2420芯片、微處理器Atmega128L、DS3231實(shí) 時(shí)時(shí)鐘芯片、Q2406AGPRS通信模塊、電源管理模塊組成。