输油管道泄漏检测方法综述
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有效地应用。 考虑到流体的动态 特性 ,开发管道实时模型用于检漏 ,需要大量的模 拟实 验和计算。壳牌公司开发了一种不用管道模型的检漏 系统 ,该系统根据管道 出入口的流量和压力 ,连续计算 压力和流量之间关系的变化。 当泄漏发生时 ,流量 和 压力之间的关系总会变化。应用序列概率比试验方法 和模式识别技术 ,可检测 到这种变化。当泄漏确定之 后 ,用最小二乘法进行泄漏定位。 基于软件的方法对 检测仪表精度要求很高 ,否则 会带来较大的定位误差。 根据检测的具体要求可选用 精度较高的仪表 ,或利用数学方法对采集的数据进行 修正。 3. 3 SCADA 系统 SCADA 系统是 Supervisory Control and Data Ac2q uisition 的简称 ,即监控和数据采集系统。 它利用计算 机技术收集现场数据 ,通过通信网传 送到监控中心 ,在 监控中心监视各地的运行情况 ,并发出指令对运行状 况进行控 制。 SCADA 系统对提高管道自动化水平有 重要意义。 泄漏检测是管道 SCADA 的重 要组成部分 ,SCA2D A 系统一般采用软件方法检漏。 如前所述质量/ 体积 平衡法 , 流量/ 压力变化法 ,实时模型法等。 根据实际 情况 ,可将系统设计成对每个管段进 行静态泄漏检测 的系统或设计成具有动态泄漏检测能力的瞬态模拟系 统。远程终 端装置(RTU)将采集的流量、 压力、 温度等 参数传递给监控中心 ,对管道的运行 状况进行实时监 控。当检漏软件检测到泄漏时 ,给出报警信号。泄漏 严重时 ,监 控可发送指令关闭泵阀。 SCADA 系统可准 确掌握现场情况 ,及时灵活地调度控制生 产 ,优化运行 获得较好的经济效益。 可及时发现 ,处理故障 ,确保管 输安全;可为 管理及时提供可靠数据 ,装备 SCADA 系 统是实行管道自动化的必由之路。 4 管道泄漏检测的发展趋势
输油管道泄漏检测方法综述
2 检漏系统的性能指标 对一种泄漏检测方法优劣或一个检漏系统性能的 评价 ,应从以下几个方面加 以考虑 1 泄漏位置定位精度 当发生不同等级的泄漏时 ,对泄漏点位置确定的 误差范围。 2 检测时间 管道从泄漏开始到系统检测到泄漏的时间长度。
3 泄漏检测的范围 系统所能检测管道泄漏的大小范围 ,特别是系统 所能检测的 最小泄漏量。 4 误报警率 误报警指管道未发生泄漏而给出报警信号。它们 发生的次数在总的 报警次数中所占比例。 5 适应性 适应性是指检漏方法能否对不同的管道环境 ,不 同的输送介质及管道 发生变化时 ,是否具有通用性。 6 可维护性 可维护性是指系统运行时对操作者有多大要求 , 及当系统发生故障 时 ,能否简单快速地进行维修。 7 性价比，性价比是指系统建设、 运行及维护的花费与系统 所能提供性能的比 值。 3 检漏方法
当油与光纤接触时渗透到包层 ,引起包层折射率 变化 ,导致光通过纤芯与包层交
界面的泄漏 ,造成光纤 传输损耗升高。传感器系统设定报警界限 ,当探测器 的接 收光强低于设定水平时 ,会触发报警电路。 这种 传感器可用于多种油液的探测。(4) 光纤温度传感器检漏 液态天然气管道 ,粘 油、原油等加热输送管道的泄漏会引 起周围环境温度 的变化。分布式光纤温度传感器可连续测量沿管道的 温度分布情 况 ,这为上述管道的泄漏检测开辟了新途 径。据报道 ,YORK 公司的 DTS 系统(分 布式光纤温 度传感系统) ,一个光电处理单元可连接几根温度传感 光缆 ,长度达 25km ,对于温度的变化可在几秒钟内反应。DTS 可设定温度报警界限 ,当沿管道的 温度变化 超出这个界限时 ,会发出报警信号。 3. 2 基于软件的方法 软件方法主要利用 SCADA (监控与数据采集系 统)提供的 压力、 流量、 温度等数据来检测管道的泄漏。 它的主要优点是适应性广、 安装 简单。主要有下面几 种类型的方法。 3. 2. 1 质量或体积平衡法 质量或体积 平衡法依赖 于这样一个事实 ,即一条不泄漏的管道内 ,“流入与流 出必相等”。实 时测出管道出口与入口流量 ,有差值则 表明管段内可能发生泄漏。 实际上 ,由于所 测流量取 决于流体的各种性质(如温度、 压力、 密度、 粘度) 以及 流体的状态 , 而使情况变得复杂 ,在实际应用中可用如 下公式进行修正: ? in =? in - ? out - ? i (2) 式中 ? l — — —管道泄漏的体积流量; ? in ,? out — — — 分别为测量段入、 出口体积流量; ? i — — —与温度、 体积等有关的体积改变 量。 当上式? l 超过设定的阀值时 ,表明管道发生泄 漏。泄漏的具体位置可由下 式确定〔 10〕。 ( Pi - P0) + gg ?( hi - h0) - C? 2 f 2 L Q2 0/ D5 C(? 1 f 1 Q2 1 - ? 2 f 2 Q2 0) / D5 (3) 式中 l — — —上游站到泄漏点的距离; Pi ( P0) — — —上游站(下游站)测量 的释放(吸入)压力; g ñ— — —上游站到下游站之间的流体平均密度; hi 、 h0 — — —分别为上游站和下游站的压头; C — — —系数; ? 1、 ? 2 — — —上游和 下游到泄漏点之间流体平均密度; f 1、 f 2 — — —上游和下游的流体平均摩擦 系数; L — — —泵站间管道长度; 3. 2. 2 流量或压力突变法 这是管道检漏最直接的 方式之一。在运行管道上 的泄漏将引起上游流量的增 加 ,同时上游和下游的压力减小。泄漏引起的压降在 泄漏点最大 ,向泄漏段的头、 尾逐渐减轻。 当出入口流量或压力瞬间发生较大变 化时 ,可能 表明管道发生泄漏。这种方法一般只用于稳态流的非 压缩性流体 ,仅 能探测到较大的泄漏 ,并且不能确定泄 漏位置。 3. 2. 3 实时模型法 实时模 型法是研究得最多的一 种方法 ,它不仅能探测到较小的泄漏 ,且定位准确。 这种方 法的工作原理是由一组几个方程建立一个精确的 计算机管道实时模型〔 11〕 ,此 模型与实际管道同步执 行。 定时取管道上的一组实际值 ,如上下游压力、 流 量 , 运用这些测量值 ,由模型估计管道中流体的压力 , 流量值 ,然后将这些估计值与 实测量值作比较来检漏。 3. 2. 4 统计检漏法〔 12〕 质量或体积平衡法监测 管道 的完好性 ,方法简便 ,费用低 ,但当管道的运行状况不 断变化时 ,它就不能
管道的泄漏检测技术基本上可分为两类 ,一类是 基于硬件的方法 ,另一类方法是 基于软件的方法。 基 于硬件的方法是指对泄漏物进行直接检测。 如直接观 察法、检 漏电缆法、 油溶性压力管法、 放射性示踪法、 光 纤检漏法等。基于软件的方法 是指检测因泄漏而造成 的影响 ,如流体压力、流量的变化来判断泄漏是否发生 及 泄漏位置。 这类方法有压力/ 流量突变法、 质量/ 体 积平衡法、 实时模型法、 统 计检漏法、 PPA (压力点分 析)法等。除上述两类主要方法外 ,还有其他的一些检 漏法 ,如清管器检漏法。各类方法都有一定的适用范 围。 3. 1 基于硬件的检漏法 3. 1. 1 直接观察法 有经验的管道工人或经过训练 的动物巡查管道。 通过看、 闻、 听或其他方式来判断是 否有泄漏发生。 近年美国 OIL TON 公司开发出一种 机 载红外检测技术。 由直升飞机带一高精度红外摄象 机沿管道飞行 ,通过分析输送物
资与周围土壤的细微 温差确定管道是否泄漏。 3. 1. 2 检漏电缆法 检漏电缆多用于液态烃类燃料 的泄漏检测。电缆与管道 平行铺设 ,当泄漏的烃类物 质渗入电缆后 ,会引起电缆特性的变化。目前已研制 的有以下几种电缆。 (1)油溶性电缆〔 3〕 电缆的同轴结构中有一层导 电薄膜 , 当其接触烃类物质时会溶解 ,从而失去导电 性。从电缆的一端发送电脉冲信号 , 因电路在薄膜溶 解处被切断 ,从返回的脉冲中能检测出泄漏的具体位 置。另一种 结构的电缆中有两根平行导线 ,导线外都 覆盖有一层绝缘油溶性膜 ,当油渗透进 电缆后 ,溶解 薄膜使两根导线之间短路 ,测两导线之间的电阻值能 推测漏油位置。 (2)渗透性电缆 这种电缆芯线导体的特性阻抗 为定值。 当油渗透进电缆后 ,会改 变电缆的特性阻抗。 从电缆的一端发送电脉冲 ,通过反射回来的电脉冲可 知阻抗 变化的位置 ,从而可确定泄漏的位置。 (3)分布式传感电缆这种电缆主要用于碳氢 化合物的泄漏检测 ,如燃油、 溶剂等。 它在 2km 的范 围内 ,可达 1 %的检测精度。 当泄漏物质透过电缆编 织物保护层 ,会引起电缆内聚合物导电层的膨胀 ,外层 的 编织物保护层会限制膨胀 ,使导电层向内压缩与传感线接触 ,从而构成导电回路 , 通过测得传感导线回路 电阻 ,可确定泄漏的位置。 这种电缆还可以多根连接 起来 , 对长距离管道泄漏进行检测。 3. 1. 3 声学方法 当管道发生泄漏时 ,通常在泄漏点 会产生噪声 ,声波沿管 道向两端传播 ,管道上的声音传 感器检测到声波 ,经处理后确定泄漏是否发生及 漏点 位置。由于受到检测范围的限制 ,若要对长距离的管 道检漏 ,则必须沿管道 安装许多声音传感器。光纤具有电绝缘性 ,柔软性及径细、量轻等优点。近年来 , 有人提出了利用一种分布式光纤声学传感器 进行管道检漏的方法,其原理是由泄漏 产生的声压 对光纤中的相位进行调制 ,相位的变化可由光纤构成 的 sagnac 干涉 仪检测到。一根光纤能替代许多普通声 音传感器。在理论上计算 ,10km 管道定位 精度能达到 ± 5m。 3. 1. 4 负压波法管道发生泄漏时 ,泄漏部位的物 质损失会导致压力的下降 , 压降沿管道向两端扩散而 形成负压波。其传输速度与声波在流体中的传播速度 相 同 ,传输距离可达几十 km。根据安装在管道上、 下 游的传感器检测到负压波的时差及负压波的传播速 度 ,可确定泄漏的具体位置。 如下图所示:
Z = 1 2 ( l - 簟另 ) (1) 式中 Z — — —泄漏点距上游传感器距离; l — — —管道长度; ô— — —负压 波传到上、 下游传感器的时差; í — — —负压波在管道内传播的速度。 泵、 阀的 正常作业也会引起负压波。 来自泵站方 向的负压波与泄漏产生的负压波方向不同 , 为区分因 泄漏引起的负压波和正常作业的负压波 ,国外研究出 了负压波定向报警 技术。 在管道的两端各设置两个压 力变送器 ,用以区分负压波的方向。 国内有人提 出了 利用模式识别技术 ,在管道两端各安装一只变送器即 可进行泄漏检测与定位。 其原理是泄漏引起的负压波 与正常操作引起的负压波波形特征有较大的区别。对 负压波进行分段符号化处理 ,形成波形结构模式 ,检测 到的负压波经预处理后 , 与标准负压波模式库进行匹 配 ,判断是否有泄漏发生。为了提高泄漏检测的灵敏 度 ,还可运用相关技术 对管道两端传感器接收的信号进行相关分析。 3. 1. 5 光纤检漏法 (1)准分布式光纤检漏 准分布式光纤进行漏油 检测的技 术已比较成熟。 据报道 ,NEC 公司已研制出 能在 10km 管道长度范围内进行漏油检 测的传感 器,它对水不敏感 ,可在易燃易爆和高压环境中使 用。 传感器的核心部 件由棱镜、 光发与光收装置构成。 当棱镜底面接触不同种类的液体时 ,光线在棱 镜中的 传输损耗不同。根据光探测器接收的光强来确定管道 是否泄漏。这种传感 器的缺点是当油接触不到棱镜 时 ,就会发生漏检的现象。 (2) 多光纤探头遥测法 美国拉斯维加斯市的 FCI 环保公司开发的 PETROSENSE 光纤传感系统可 对水中和 蒸气态的碳氢化合物总量进行连续检测 〔 8〕 , 可用于油罐及短距离输油管道的泄 漏探测。 对于不同 的应用可选择配置 1～16 个探头。 探头的核心部分是 一小段光 纤化学传感器 ,光纤包层能选择性地吸附碳 氢化合物 ,使其折射率得到改变 ,从 而使光纤中光的传 播特性发生变化。探头中内设电子装置 ,可将光信号 转换为电 信号。 数据采集模块有多种接口 ,可将信号 远传以满足遥测的需要。 (3)塑料包覆 石英(PCS) 光纤传感器检漏〔 9〕 这 种 PCS 光纤传感器的传感原理如下图:
有效地应用。 考虑到流体的动态 特性 ,开发管道实时模型用于检漏 ,需要大量的模 拟实 验和计算。壳牌公司开发了一种不用管道模型的检漏 系统 ,该系统根据管道 出入口的流量和压力 ,连续计算 压力和流量之间关系的变化。 当泄漏发生时 ,流量 和 压力之间的关系总会变化。应用序列概率比试验方法 和模式识别技术 ,可检测 到这种变化。当泄漏确定之 后 ,用最小二乘法进行泄漏定位。 基于软件的方法对 检测仪表精度要求很高 ,否则 会带来较大的定位误差。 根据检测的具体要求可选用 精度较高的仪表 ,或利用数学方法对采集的数据进行 修正。 3. 3 SCADA 系统 SCADA 系统是 Supervisory Control and Data Ac2q uisition 的简称 ,即监控和数据采集系统。 它利用计算 机技术收集现场数据 ,通过通信网传 送到监控中心 ,在 监控中心监视各地的运行情况 ,并发出指令对运行状 况进行控 制。 SCADA 系统对提高管道自动化水平有 重要意义。 泄漏检测是管道 SCADA 的重 要组成部分 ,SCA2D A 系统一般采用软件方法检漏。 如前所述质量/ 体积 平衡法 , 流量/ 压力变化法 ,实时模型法等。 根据实际 情况 ,可将系统设计成对每个管段进 行静态泄漏检测 的系统或设计成具有动态泄漏检测能力的瞬态模拟系 统。远程终 端装置(RTU)将采集的流量、 压力、 温度等 参数传递给监控中心 ,对管道的运行 状况进行实时监 控。当检漏软件检测到泄漏时 ,给出报警信号。泄漏 严重时 ,监 控可发送指令关闭泵阀。 SCADA 系统可准 确掌握现场情况 ,及时灵活地调度控制生 产 ,优化运行 获得较好的经济效益。 可及时发现 ,处理故障 ,确保管 输安全;可为 管理及时提供可靠数据 ,装备 SCADA 系 统是实行管道自动化的必由之路。 4 管道泄漏检测的发展趋势
输油管道泄漏检测方法综述
2 检漏系统的性能指标 对一种泄漏检测方法优劣或一个检漏系统性能的 评价 ,应从以下几个方面加 以考虑 1 泄漏位置定位精度 当发生不同等级的泄漏时 ,对泄漏点位置确定的 误差范围。 2 检测时间 管道从泄漏开始到系统检测到泄漏的时间长度。
3 泄漏检测的范围 系统所能检测管道泄漏的大小范围 ,特别是系统 所能检测的 最小泄漏量。 4 误报警率 误报警指管道未发生泄漏而给出报警信号。它们 发生的次数在总的 报警次数中所占比例。 5 适应性 适应性是指检漏方法能否对不同的管道环境 ,不 同的输送介质及管道 发生变化时 ,是否具有通用性。 6 可维护性 可维护性是指系统运行时对操作者有多大要求 , 及当系统发生故障 时 ,能否简单快速地进行维修。 7 性价比，性价比是指系统建设、 运行及维护的花费与系统 所能提供性能的比 值。 3 检漏方法
当油与光纤接触时渗透到包层 ,引起包层折射率 变化 ,导致光通过纤芯与包层交
界面的泄漏 ,造成光纤 传输损耗升高。传感器系统设定报警界限 ,当探测器 的接 收光强低于设定水平时 ,会触发报警电路。 这种 传感器可用于多种油液的探测。(4) 光纤温度传感器检漏 液态天然气管道 ,粘 油、原油等加热输送管道的泄漏会引 起周围环境温度 的变化。分布式光纤温度传感器可连续测量沿管道的 温度分布情 况 ,这为上述管道的泄漏检测开辟了新途 径。据报道 ,YORK 公司的 DTS 系统(分 布式光纤温 度传感系统) ,一个光电处理单元可连接几根温度传感 光缆 ,长度达 25km ,对于温度的变化可在几秒钟内反应。DTS 可设定温度报警界限 ,当沿管道的 温度变化 超出这个界限时 ,会发出报警信号。 3. 2 基于软件的方法 软件方法主要利用 SCADA (监控与数据采集系 统)提供的 压力、 流量、 温度等数据来检测管道的泄漏。 它的主要优点是适应性广、 安装 简单。主要有下面几 种类型的方法。 3. 2. 1 质量或体积平衡法 质量或体积 平衡法依赖 于这样一个事实 ,即一条不泄漏的管道内 ,“流入与流 出必相等”。实 时测出管道出口与入口流量 ,有差值则 表明管段内可能发生泄漏。 实际上 ,由于所 测流量取 决于流体的各种性质(如温度、 压力、 密度、 粘度) 以及 流体的状态 , 而使情况变得复杂 ,在实际应用中可用如 下公式进行修正: ? in =? in - ? out - ? i (2) 式中 ? l — — —管道泄漏的体积流量; ? in ,? out — — — 分别为测量段入、 出口体积流量; ? i — — —与温度、 体积等有关的体积改变 量。 当上式? l 超过设定的阀值时 ,表明管道发生泄 漏。泄漏的具体位置可由下 式确定〔 10〕。 ( Pi - P0) + gg ?( hi - h0) - C? 2 f 2 L Q2 0/ D5 C(? 1 f 1 Q2 1 - ? 2 f 2 Q2 0) / D5 (3) 式中 l — — —上游站到泄漏点的距离; Pi ( P0) — — —上游站(下游站)测量 的释放(吸入)压力; g ñ— — —上游站到下游站之间的流体平均密度; hi 、 h0 — — —分别为上游站和下游站的压头; C — — —系数; ? 1、 ? 2 — — —上游和 下游到泄漏点之间流体平均密度; f 1、 f 2 — — —上游和下游的流体平均摩擦 系数; L — — —泵站间管道长度; 3. 2. 2 流量或压力突变法 这是管道检漏最直接的 方式之一。在运行管道上 的泄漏将引起上游流量的增 加 ,同时上游和下游的压力减小。泄漏引起的压降在 泄漏点最大 ,向泄漏段的头、 尾逐渐减轻。 当出入口流量或压力瞬间发生较大变 化时 ,可能 表明管道发生泄漏。这种方法一般只用于稳态流的非 压缩性流体 ,仅 能探测到较大的泄漏 ,并且不能确定泄 漏位置。 3. 2. 3 实时模型法 实时模 型法是研究得最多的一 种方法 ,它不仅能探测到较小的泄漏 ,且定位准确。 这种方 法的工作原理是由一组几个方程建立一个精确的 计算机管道实时模型〔 11〕 ,此 模型与实际管道同步执 行。 定时取管道上的一组实际值 ,如上下游压力、 流 量 , 运用这些测量值 ,由模型估计管道中流体的压力 , 流量值 ,然后将这些估计值与 实测量值作比较来检漏。 3. 2. 4 统计检漏法〔 12〕 质量或体积平衡法监测 管道 的完好性 ,方法简便 ,费用低 ,但当管道的运行状况不 断变化时 ,它就不能
管道的泄漏检测技术基本上可分为两类 ,一类是 基于硬件的方法 ,另一类方法是 基于软件的方法。 基 于硬件的方法是指对泄漏物进行直接检测。 如直接观 察法、检 漏电缆法、 油溶性压力管法、 放射性示踪法、 光 纤检漏法等。基于软件的方法 是指检测因泄漏而造成 的影响 ,如流体压力、流量的变化来判断泄漏是否发生 及 泄漏位置。 这类方法有压力/ 流量突变法、 质量/ 体 积平衡法、 实时模型法、 统 计检漏法、 PPA (压力点分 析)法等。除上述两类主要方法外 ,还有其他的一些检 漏法 ,如清管器检漏法。各类方法都有一定的适用范 围。 3. 1 基于硬件的检漏法 3. 1. 1 直接观察法 有经验的管道工人或经过训练 的动物巡查管道。 通过看、 闻、 听或其他方式来判断是 否有泄漏发生。 近年美国 OIL TON 公司开发出一种 机 载红外检测技术。 由直升飞机带一高精度红外摄象 机沿管道飞行 ,通过分析输送物
资与周围土壤的细微 温差确定管道是否泄漏。 3. 1. 2 检漏电缆法 检漏电缆多用于液态烃类燃料 的泄漏检测。电缆与管道 平行铺设 ,当泄漏的烃类物 质渗入电缆后 ,会引起电缆特性的变化。目前已研制 的有以下几种电缆。 (1)油溶性电缆〔 3〕 电缆的同轴结构中有一层导 电薄膜 , 当其接触烃类物质时会溶解 ,从而失去导电 性。从电缆的一端发送电脉冲信号 , 因电路在薄膜溶 解处被切断 ,从返回的脉冲中能检测出泄漏的具体位 置。另一种 结构的电缆中有两根平行导线 ,导线外都 覆盖有一层绝缘油溶性膜 ,当油渗透进 电缆后 ,溶解 薄膜使两根导线之间短路 ,测两导线之间的电阻值能 推测漏油位置。 (2)渗透性电缆 这种电缆芯线导体的特性阻抗 为定值。 当油渗透进电缆后 ,会改 变电缆的特性阻抗。 从电缆的一端发送电脉冲 ,通过反射回来的电脉冲可 知阻抗 变化的位置 ,从而可确定泄漏的位置。 (3)分布式传感电缆这种电缆主要用于碳氢 化合物的泄漏检测 ,如燃油、 溶剂等。 它在 2km 的范 围内 ,可达 1 %的检测精度。 当泄漏物质透过电缆编 织物保护层 ,会引起电缆内聚合物导电层的膨胀 ,外层 的 编织物保护层会限制膨胀 ,使导电层向内压缩与传感线接触 ,从而构成导电回路 , 通过测得传感导线回路 电阻 ,可确定泄漏的位置。 这种电缆还可以多根连接 起来 , 对长距离管道泄漏进行检测。 3. 1. 3 声学方法 当管道发生泄漏时 ,通常在泄漏点 会产生噪声 ,声波沿管 道向两端传播 ,管道上的声音传 感器检测到声波 ,经处理后确定泄漏是否发生及 漏点 位置。由于受到检测范围的限制 ,若要对长距离的管 道检漏 ,则必须沿管道 安装许多声音传感器。光纤具有电绝缘性 ,柔软性及径细、量轻等优点。近年来 , 有人提出了利用一种分布式光纤声学传感器 进行管道检漏的方法,其原理是由泄漏 产生的声压 对光纤中的相位进行调制 ,相位的变化可由光纤构成 的 sagnac 干涉 仪检测到。一根光纤能替代许多普通声 音传感器。在理论上计算 ,10km 管道定位 精度能达到 ± 5m。 3. 1. 4 负压波法管道发生泄漏时 ,泄漏部位的物 质损失会导致压力的下降 , 压降沿管道向两端扩散而 形成负压波。其传输速度与声波在流体中的传播速度 相 同 ,传输距离可达几十 km。根据安装在管道上、 下 游的传感器检测到负压波的时差及负压波的传播速 度 ,可确定泄漏的具体位置。 如下图所示:
Z = 1 2 ( l - 簟另 ) (1) 式中 Z — — —泄漏点距上游传感器距离; l — — —管道长度; ô— — —负压 波传到上、 下游传感器的时差; í — — —负压波在管道内传播的速度。 泵、 阀的 正常作业也会引起负压波。 来自泵站方 向的负压波与泄漏产生的负压波方向不同 , 为区分因 泄漏引起的负压波和正常作业的负压波 ,国外研究出 了负压波定向报警 技术。 在管道的两端各设置两个压 力变送器 ,用以区分负压波的方向。 国内有人提 出了 利用模式识别技术 ,在管道两端各安装一只变送器即 可进行泄漏检测与定位。 其原理是泄漏引起的负压波 与正常操作引起的负压波波形特征有较大的区别。对 负压波进行分段符号化处理 ,形成波形结构模式 ,检测 到的负压波经预处理后 , 与标准负压波模式库进行匹 配 ,判断是否有泄漏发生。为了提高泄漏检测的灵敏 度 ,还可运用相关技术 对管道两端传感器接收的信号进行相关分析。 3. 1. 5 光纤检漏法 (1)准分布式光纤检漏 准分布式光纤进行漏油 检测的技 术已比较成熟。 据报道 ,NEC 公司已研制出 能在 10km 管道长度范围内进行漏油检 测的传感 器,它对水不敏感 ,可在易燃易爆和高压环境中使 用。 传感器的核心部 件由棱镜、 光发与光收装置构成。 当棱镜底面接触不同种类的液体时 ,光线在棱 镜中的 传输损耗不同。根据光探测器接收的光强来确定管道 是否泄漏。这种传感 器的缺点是当油接触不到棱镜 时 ,就会发生漏检的现象。 (2) 多光纤探头遥测法 美国拉斯维加斯市的 FCI 环保公司开发的 PETROSENSE 光纤传感系统可 对水中和 蒸气态的碳氢化合物总量进行连续检测 〔 8〕 , 可用于油罐及短距离输油管道的泄 漏探测。 对于不同 的应用可选择配置 1～16 个探头。 探头的核心部分是 一小段光 纤化学传感器 ,光纤包层能选择性地吸附碳 氢化合物 ,使其折射率得到改变 ,从 而使光纤中光的传 播特性发生变化。探头中内设电子装置 ,可将光信号 转换为电 信号。 数据采集模块有多种接口 ,可将信号 远传以满足遥测的需要。 (3)塑料包覆 石英(PCS) 光纤传感器检漏〔 9〕 这 种 PCS 光纤传感器的传感原理如下图: