基于次声波的天然气管道泄漏检测系统设计

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器 进 行 次 声 探 测 , 过 对 两 个 波 形 的 相 关 分 析 即 通
接 收器接 收次 声 波 信 号 进 行 次声 波检 测 ; 力 计 压
根据 首 、 站压 力 的波 动进 行负压 波 检测 ; 量 计 末 流
计量 介质 的 累积流 量 , 行 质量平 衡 检测 ; 进 瞬态 模
型 法 综 合 运 用 压 力 计 、 量 计 和 温 度 计 检 测 到 的 流
数据 , 并根 据工 况建 立介 质 流体 方程 ,来自百度文库通过 实测 与
预 测 量 的 比较 进 行 泄 漏 检 测 ; 据 处 理 模 块 为 核 数
可 确 定 泄 漏 次 声 信 号 到 达 首 、 端 传 感 器 的 时 间 末


基 于 声 学 和 流体 学 等 相 关 理 论 , 究 了天 然 气 管 道 发 生 泄 漏 时 次 声 波 产 生 的 机 理 及 信 号 特 点 研
和 采 集 方 法 , 对 声 波 在 天 然 气 管道 内的 传 输 速 度 的 算 法进 行 修 正 , 过 G S模 块 确 定 天 然 气 泄 漏 时 的 并 通 P
有 很宽 的范 围 , 是 由于 泄漏 信 号 中高频 成 分 的 但 严 重衰 减 , 漏检 测技 术仅 能利 用低 频信 号 。 泄
2 1 次 声 波 检 测 原 理 及 定 位 算 法 .
流体 穿 过管壁 漏 孔外泄 时会 激发 广谱 音频 信 号, 小于 2 H 0 z的次声 信号 可 由管 内介质 传输很 长 的距 离 , 通过 安 装在 管 道 内 的次 声传 感 器 采 集 泄 漏信 号 的连续 波形 , 用安装 在 首 、 两端 的传 感 采 末
测 系统 中 的应 用 展 开 研 究 , 计 出可 快 速 和精 确 设 实 现天然 气 管道泄 漏报 警 与定 位检测 的新方 案 。
1 系 统 设 计
2 次 声 波 检 测
天 然气 管 道 内 的 介 质 和 管 道 壁 是 紧 密 接 触
天然 气管 道泄 漏 检测 系统 主要解 决 管道 发 生 泄漏 时 的快 速报警 和 泄漏点 的精 确定 位 两个 主 要 问题 , 者 以声 波 法 为 主 , 态模 型法 、 压 波 法 笔 瞬 负
都 严重 影 响 了管道 的安 全 平 稳 运 行 , 且 存 在 一 并 定 程度 的安 全 隐患 。声波 泄漏 检测 技术 和分 布 式 光 纤泄漏 检 测技术 是 近年来 国 内外 泄漏 检测 技 术 研究 的重 点 和热 点 , 且 已经 初 步 应 用 于 天 然 气 并
发 , 现人 机交 互 , 合 负压波 法 、 实 融 次声波 法 、 质量 平 衡法 和 瞬态模 型法 , 根据 多种 信 息融合 结 果 , 实 现 泄漏 的快 速 报警及 自/ 手动定 位 。
第6 期
阚玲 玲 等 . 于 次 声 波 的 天 然 气 管 道 泄 漏 检 测 系 统 设 计 基
63 5
基 于次声 波 的天 然 气 管道 泄 漏检 测 系统 设计
阚玲 玲 粱洪 卫 高 丙坤 王 秀芳
( j 石 油 大 学 , 龙 江 大 庆 13 1 ) 东 E 黑 6 3 8
基 金 项 目 : 龙 江 省 教 育 厅 攻 关 项 目 ( 高 嵌 入 式 随 钻 测 斜 黑 提 仪 精 度 的 研 究 No 1 5 0 7 l 5 12 )
天然 气 管 网集 输 系 统 规模 E益 扩 大 , 道 占 t 管
压 、 蚀 和 老化 情 况 加 剧 , 气 现 象 日益 猖獗 , 腐 盗 这
钟 控制 下 , 实现 快速精 确 的检测 与定 位 ; 数传 电台
完 成 首 、 站 数 据 的 交 互 ; 位 机 软 件 由 V 开 末 上 S
差 , 而定 位 泄漏 源 。因此 , 于次声 波信 号检 测 从 基
收 稿 日期 :0 1 3 1 2 1 - —4 0
心部 分 , 完成各 类数 据 的采 集与处 理 , 控制 芯 片 由
F G 内嵌 D P核 实 现 ; P PA S G S授 时 模 块 使 首 、 站 末 数 据 处 理 模 块 接 收 数 据 的 时 间处 于 同 一 个 授 时 时
和 质 量 平 衡 法 为 辅 , 合 其 优 势 , 现 对 天 然 气 泄 综 实 漏 点 的快 速 报 警 和 准 确 定 位 。 监 测 系 统 首 站 框 图 如 图 1所 示 。 次 声 波 信 号
的, 沿气 体传 输 的音 频信 号 其 衰 减 与 频 率成 平 方 关 系 。当气 体发 生 泄 漏 时 , 然 发射 的声 波频 率 虽
温度计I 压力计I 流量计 l次声接收器 1
首 站
其灵 敏度 高 、 误报 率低 、 定位 精 度高 、 适应 性好 、 安
装 和 维 护 费 用 也 较 低 ’ 。 笔 者 针 对 次 声 波 检 测 法 在 天 然 气 管 道 泄 漏 检
图 1 天 然 气 管 道 泄 漏 监 测 系 统 示 意 图
天 然气 管 道 泄 漏 检 测 系统
管 网泄漏 检 测 , 得 了 良好 的效 果 。但 分 布 式 光 取
纤 泄 漏 检 测 技 术 大 部 分 处 于 理 论 研 究 阶 段 , 声 而
Gs P授时H 数据处理模块 H 数传电台
波 检测法 已实 现 了连 续 在 线 检 测 很 小 的 泄漏 量 ,
次 声 波 到 达 首 、 站 的 时 间差 , 而 对 泄 漏点 进 行 准确 的 定位 , 后 给 出 了天 然 气 管道 泄 漏 检 测 系统 的 末 从 最
软 、 件设计方案。 硬
关 键 词 天 然 气 管 道 泄 漏 检 测 次 声 波
中 图分 类 号 T 26 P 1 文 献 标 识 码 A 文章 编 号 1 0 —9 2 2 1 ) 60 5 -3 0 0 3 3 ( 0 1 0 -6 30
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