油氣管道泄漏聲發(fā)射內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油氣管道輸送技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種油氣管道泄漏聲發(fā)射內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]管道輸送是與鐵路、公路、水運(yùn)、航運(yùn)并列的五大運(yùn)輸行業(yè)之一，它作為八大類(lèi)特種設(shè)備之一，廣泛用于石油、化工、化肥、電力、冶金、輕工、醫(yī)藥等各工業(yè)領(lǐng)域和城市燃?xì)?、供熱系統(tǒng)，幾乎一切流體在其生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸及使用過(guò)程中都使用壓力管道。截止到2014年底，我國(guó)擁有壓力管道約90萬(wàn)公里。我國(guó)現(xiàn)有油氣管道中約有40%已運(yùn)行20年左右，不少管道已進(jìn)入事故高發(fā)階段。由于油氣管道輸送介質(zhì)具有易爆、易燃、有毒等危險(xiǎn)特性，且油氣管道常埋在地下，因此使泄漏檢測(cè)變得困難。如果泄漏得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)并加以制止，不僅造成能源浪費(fèi)、經(jīng)濟(jì)損失，而且可產(chǎn)生爆炸、火災(zāi)、環(huán)境污染等災(zāi)難性事故，造成巨大的生命和財(cái)廣損失。
[0003]現(xiàn)有的油氣管道泄漏監(jiān)測(cè)與檢測(cè)主要有基于硬件和軟件的檢測(cè)方法。基于硬件的方法是指利用各種不同的物理原理設(shè)計(jì)的硬件裝置，如基于視覺(jué)的紅外線(xiàn)溫度傳感器，基于聽(tīng)覺(jué)的超聲波傳感器，基于嗅覺(jué)的碳氧檢測(cè)裝置等，將其攜帶或鋪設(shè)在管線(xiàn)上，以此來(lái)檢測(cè)管道的泄漏并定位；基于軟件的方法則是根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集管道的流量、壓力、溫度及其它數(shù)據(jù)，利用流量或壓力的變化、物料或動(dòng)量平衡、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型、壓力梯度等原理，通過(guò)計(jì)算對(duì)泄漏進(jìn)行檢測(cè)和定位。但是我國(guó)目前的油氣管道泄漏監(jiān)測(cè)與檢測(cè)技術(shù)都有其相應(yīng)的局限性，現(xiàn)有的泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)和系統(tǒng)主要適用于具有完善數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的油氣管道，且只能發(fā)現(xiàn)較大的泄漏；現(xiàn)有的泄漏檢測(cè)技術(shù)和儀器僅能對(duì)管道的局部管段從外部進(jìn)行泄漏檢測(cè)，沒(méi)有能夠快速對(duì)整條油氣管道進(jìn)行泄漏檢測(cè)的技術(shù)和儀器，因此，管道一旦發(fā)生泄漏，往往需要花費(fèi)大量的物力、人力和時(shí)間來(lái)尋找泄漏點(diǎn)，為管道的安全運(yùn)行帶來(lái)事故隱患。目前對(duì)油氣管道的內(nèi)腐蝕檢測(cè)，由可在管道內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的內(nèi)檢測(cè)器來(lái)完成，但還沒(méi)有成熟的管道內(nèi)部泄漏內(nèi)檢測(cè)器，目前采用聲發(fā)射技術(shù)定位已經(jīng)被引入管道中的進(jìn)行腐蝕檢測(cè)的裝置和方法，但主要是定位探測(cè)器單元的位置，該探測(cè)器單元用于探測(cè)攜載液體的管道內(nèi)的異常，與本實(shí)用新型所涉及內(nèi)容不同。
[0004]鑒于此，如何從管道內(nèi)部對(duì)油氣管道進(jìn)行長(zhǎng)距離連續(xù)、整體的檢測(cè)，以提高安全性成為目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供一種油氣管道泄漏聲發(fā)射內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)，能夠克服目前油氣管道泄漏檢測(cè)技術(shù)的局限性，從油氣管道內(nèi)部對(duì)泄漏進(jìn)行檢測(cè)，滿(mǎn)足管道長(zhǎng)距離連續(xù)檢測(cè)要求，靈敏度高，成本低，體積小。
[0006]本實(shí)用新型提供一種油氣管道泄漏聲發(fā)射內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)，包括:管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器和上位機(jī)；
[0007]所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器，設(shè)置在埋地的待測(cè)油氣管道的內(nèi)部，用于獲取待測(cè)油氣管道的聲波信號(hào)，產(chǎn)生與所述聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，同時(shí)獲取第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)以及與所述第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器在待測(cè)油氣管道內(nèi)運(yùn)行的里程數(shù)據(jù)，將所述與所述聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)、第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)和與所述第一時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的里程數(shù)據(jù)進(jìn)行保存并發(fā)送給所述上位機(jī)；
[0008]所述上位機(jī)，用于接收所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器發(fā)送的與所述聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)、第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)和與所述第一時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的里程數(shù)據(jù)，在所述與所述聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的均方根電壓RMS或平均信號(hào)電平ASL大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，確定泄漏發(fā)生，然后根據(jù)所述第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)和與所述第一時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的里程數(shù)據(jù)，確定泄漏點(diǎn)的位置。
[0009]可選地，所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器包括:傳感器、處理模塊、第一時(shí)鐘模塊、里程模塊、第一存儲(chǔ)器和低頻電磁發(fā)射機(jī)；
[0010]所述傳感器、所述處理模塊、所述第一時(shí)鐘模塊、所述里程模塊、所述第一存儲(chǔ)器及所述低頻電磁發(fā)射機(jī)均與所述處理模塊連接；
[0011]所述傳感器，用于獲取待測(cè)油氣管道的聲波信號(hào)，產(chǎn)生與所述聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，將所述電信號(hào)發(fā)送給所述處理模塊；
[0012]所述第一時(shí)鐘模塊，用于產(chǎn)生第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)信號(hào)；
[0013]所述里程模塊，用于產(chǎn)生所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器在所述待測(cè)油氣管道內(nèi)運(yùn)行的里程數(shù)據(jù)；
[0014]所述處理模塊，包括:中央處理器，用于接收所述傳感器發(fā)送的電信號(hào)，同時(shí)獲取第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)以及與所述第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器在待測(cè)油氣管道內(nèi)運(yùn)行的里程數(shù)據(jù)，將所述電信號(hào)、所述第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)和與所述第一時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的里程數(shù)據(jù)保存在所述第一存儲(chǔ)器中并發(fā)送給所述上位機(jī)；
[0015]所述低頻電磁發(fā)射機(jī)，用于發(fā)射低頻電磁信號(hào)，所述低頻電磁發(fā)射機(jī)安裝在所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器的前端。
[0016]可選地，所述處理模塊還包括:前置放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、和復(fù)雜可編程邏輯器件；
[0017]所述傳感器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器均與所述前置放大器連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述前置放大器和所述中央處理器均與所述增益放大器連接；
[0018]所述前置放大器，用于將所述傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大；
[0019]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將放大后的電信號(hào)由模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)；
[0020]所述復(fù)雜可編程邏輯器件，用于控制所述前置放大器的增益和控制所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并對(duì)所述數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行采集并發(fā)送給所述中央處理器；
[0021]相應(yīng)地，所述中央處理器，具體用于接收所述復(fù)雜可編程邏輯器件發(fā)送的數(shù)字電信號(hào)，同時(shí)獲取第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)以及與所述第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器在待測(cè)油氣管道內(nèi)運(yùn)行的里程數(shù)據(jù)，將所述數(shù)字電信號(hào)、所述第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)和與所述第一時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的里程數(shù)據(jù)保存在所述第一存儲(chǔ)器中并發(fā)送給所述上位機(jī)；
[0022]相應(yīng)地，所述上位機(jī)，具體用于接收所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器發(fā)送的數(shù)字電信號(hào)、第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)和與所述第一時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的里程數(shù)據(jù)，在所述數(shù)字電信號(hào)的均方根電壓RMS或平均信號(hào)電平ASL大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，確定泄漏發(fā)生，然后根據(jù)所述第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)和與所述第一時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的里程數(shù)據(jù)，確定泄漏點(diǎn)的位置。
[0023]可選地，所述系統(tǒng)還包括:
[0024]多個(gè)低頻電磁接收機(jī)，設(shè)置在埋地的待測(cè)油氣管道正上方地面的預(yù)設(shè)定位跟蹤點(diǎn)，用于接收所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器中的低頻電磁發(fā)射機(jī)所發(fā)射的低頻電磁信號(hào)，獲取接收所述低頻電磁信號(hào)時(shí)的第二時(shí)鐘數(shù)據(jù)，將所述第二時(shí)鐘數(shù)據(jù)進(jìn)行保存并發(fā)送給所述上位機(jī)。
[0025]可選地，所述低頻電磁接收機(jī)，包括:數(shù)字信號(hào)處理器、第二時(shí)鐘模塊、第二存儲(chǔ)器;
[0026]所述第二時(shí)鐘模塊及所述第二存儲(chǔ)器均與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接；
[0027]所述第二時(shí)鐘模塊，用于產(chǎn)生第二時(shí)鐘數(shù)據(jù)；
[0028]所述數(shù)字信號(hào)處理器，用于接收所述低頻電磁發(fā)射機(jī)發(fā)射的低頻電磁信號(hào)，獲取第二時(shí)鐘模塊發(fā)送的接收所述低頻電磁信號(hào)時(shí)的第二時(shí)鐘數(shù)據(jù)，將所述第二時(shí)鐘數(shù)據(jù)保存在所述第二存儲(chǔ)器中并發(fā)送給所述上位機(jī)。
[0029]可選地，所述低頻電磁接收機(jī)還包括:與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接的蜂鳴器和/或顯示屏，用于提示所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器通過(guò)所述低頻電磁接收機(jī)所在預(yù)設(shè)定位跟蹤點(diǎn)。
[0030]可選地，所述里程模塊包括:里程記錄輪和里程記錄模塊；
[0031]所述里程記錄輪，包括:里程輪和接近傳感器；
[0032]所述里程輪本體每隔預(yù)設(shè)弧長(zhǎng)加工有輪齒；
[0033]所述接近傳感器安裝在所述里程輪臂上，用于在所述里程輪每旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)弧長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)；
[0034]所述里程記錄模塊，用于根據(jù)所述里程輪產(chǎn)生的總脈沖數(shù)和所述預(yù)設(shè)弧長(zhǎng)，獲取所述管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器在待測(cè)油氣管道中行走的里程數(shù)據(jù)，所述里程記錄模塊與所述中央處理器、所述里程記錄輪分別連接。
[0035]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型提供的一種油氣管道泄漏聲發(fā)射內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置在待測(cè)油氣管道內(nèi)部的管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器，用于獲取待測(cè)油氣管道聲波信號(hào)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)電信號(hào)，同時(shí)獲取第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)及與第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器在待測(cè)油氣管道內(nèi)運(yùn)行的里程數(shù)據(jù)，將電信號(hào)、第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)和里程數(shù)據(jù)保存并發(fā)送給上位機(jī)；上位機(jī)，用于接收管道泄漏內(nèi)檢測(cè)器發(fā)送的電信號(hào)、第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)和與第一時(shí)鐘數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的里程數(shù)據(jù)