CN105627106A - 一种输气管道泄漏检测的次声传感器 - Google Patents
一种输气管道泄漏检测的次声传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105627106A CN105627106A CN201511026875.XA CN201511026875A CN105627106A CN 105627106 A CN105627106 A CN 105627106A CN 201511026875 A CN201511026875 A CN 201511026875A CN 105627106 A CN105627106 A CN 105627106A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- infrasound
- infrasound sensor
- infrasonic sound
- pid
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000036541 health Effects 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 42
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 206010038743 Restlessness Diseases 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
- F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/005—Protection or supervision of installations of gas pipelines, e.g. alarm
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
本发明公开了一种输气管道泄漏检测的次声传感器,包括:防爆壳体,安装于输气管道上;次声压电变换器,设置于所述防爆壳体内,用于根据所述输气管道泄漏时产生的脉冲次声波,生成脉冲电荷;次声PID调理电路,设置于所述防爆壳体内且与所述次声压电变换器相连,用于基于所述输气管道的管径和管压,将所述脉冲电荷转换为模拟信号。由于本发明实施提供的次声传感器例根据输气管道的管径和管压对脉冲电荷进行转换而获得了最终的检测结果,保证了能够广泛应用于不同管径和不同管压的输气管道上,同时降低了次声传感器的误报率。
Description
技术领域
本发明涉及油气采集技术领域,尤其涉及一种输气管道泄漏检测的次声传感器。
背景技术
天然气的管道泄漏检测主要包括流量统计方法和声波检测法等,流量统计等方法存在灵敏度低和抗干扰差误报率高等问题,所以目前一般采用声波检测法对输气管道的泄漏情况进行检测。
但是,本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中,发现采用现有技术中的声波检测法对输气管道的泄漏情况进行检测至少存在如下技术问题:
由于现有技术中的管径偏差范围较大,管径数值一般在DN273mm~1219mm之间,管压偏差范围也较大,管压数值一般在0.2Mpa~20Mpa之间,而声波检测法因忽略不同输气管径和不同管压会出现抗干扰差的情况,从而会导致声波检测法获得的检测结果出现错误。
因此,现有技术中存在声波检测法存在因忽略不同输气管径和不同管压而导致声波检测法获得的检测结果出现错误的技术问题。
发明内容
本发明实施例通过提供一种输气管道泄漏检测的次声传感器,解决了现有技术中存在的声波检测法存在因忽略不同输气管径和不同管压而导致声波检测法获得的检测结果出现错误的技术问题。
本发明实施例提供了一种输气管道泄漏检测的次声传感器,包括:
防爆壳体,安装于输气管道上;
次声压电变换器,设置于所述防爆壳体内,用于根据所述输气管道泄漏时产生的脉冲次声波,生成脉冲电荷;
次声比例-积分-微分PID调理电路,设置于所述防爆壳体内且与所述次声压电变换器相连,用于基于所述输气管道的管径和管压,将所述脉冲电荷转换为模拟信号。
可选地,所述次声压电变换器包括加速度敏感元件和压电转换元件,所述加速度敏感元件的质量块将所述脉冲次声波的次声压力传递给所述压电转换元件,所述压电转换元件根据所述次声压力生成与所述次声压力呈线性比例的所述脉冲电荷。
可选地,所述脉冲电荷为高阻抗的电荷信号。
可选地,所述次声PID调理电路具体包括:
控制元件,用于接收所述管径数据和所述管压数据,并根据所述管径数据和所述管压数据,生成调节参数;
电荷转换元件,与所述压电转换元件相连,用于将所述脉冲电荷转换为电压信号;
PID滤波元件,与所述电荷转换元件和所述控制元件相连,用于根据所述调节参数,对所述电压信号进行滤波处理,获得滤波后的第一电压信号。
可选地,所述电荷转换元件具体为具有负反馈的放大器。
可选地,所述电压信号为低内阻的电压信号。
可选地,所述次声PID调理电路还包括:
电隔离电放大元件,与所述PID滤波单元相连,用于对所述第一电压信号进行电隔离和信号放大处理,获得4-20mA的模拟信号。
可选地,所述次声传感器还包括信号电缆,所述信号电缆与所述次声PID调理电路相连,用于将所述模拟信号传递给数据采集器。
本发明实施例中的一个或者多个技术方案,至少具有如下技术效果或者优点:
由于本发明实施例采用了通过次声PID调理电路基于所述输气管道的管径和管压,将所述脉冲电荷转换为模拟信号的技术方案,根据输气管道的管径和管压对脉冲电荷进行转换而获得了最终的检测结果,所以避免了现有技术中存在的声波检测法存在因忽略不同输气管径和不同管压而导致声波检测法获得的检测结果出现错误的技术问题,保证了本发明实施例提供的次声传感器能够广泛应用于不同管径和不同管压的输气管道上,同时降低了次声传感器的误报率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的输气管道泄漏检测的次声传感器的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的输气管道泄漏检测的次声传感器的功能模块示意图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种输气管道泄漏检测的次声传感器,解决了现有技术中存在的声波检测法存在因忽略不同输气管径和不同管压而导致声波检测法获得的检测结果出现错误的技术问题。
请参考图1,图1为本发明实施例提供的输气管道泄漏检测的次声传感器的结构示意图,如图1所示,该次声传感器包括:
防爆壳体101,安装于输气管道上;防爆壳体101可以按国家防爆标准要求用于次声传感器的隔爆;
次声压电变换器102,设置于防爆壳体101内,用于根据输气管道泄漏时产生的脉冲次声波,生成脉冲电荷;
次声PID(英文:proportion-integration-differentiation;中文:比例-积分-微分)调理电路103,设置于防爆壳体101内且与次声压电变换器102相连,用于基于输气管道的管径和管压,将脉冲电荷转换为模拟信号。
可以看出,由于本发明实施例采用了通过次声PID调理电路基于输气管道的管径和管压,将脉冲电荷转换为模拟信号的技术方案,根据输气管道的管径和管压对脉冲电荷进行转换而获得了最终的检测结果,所以避免了现有技术中存在的声波检测法存在因忽略不同输气管径和不同管压而导致声波检测法获得的检测结果出现错误的技术问题,保证了本发明实施例提供的次声传感器能够广泛应用于不同管径和不同管压的输气管道上,同时降低了次声传感器的误报率。
在具体实施过程中,本发明实施例提供的次声传感器可以安装在输气管道的站场和阀室上,专门用于各种输气管道的泄漏检测。
请继续参考图2,图2为本发明实施例提供的输气管道泄漏检测的次声传感器的功能模块示意图,如图2所示,次声压电变换器102包括加速度敏感元件1021和压电转换元件1022,加速度敏感元件的质量块将脉冲次声波的次声压力传递给压电转换元件,压电转换元件根据次声压力生成与次声压力呈线性比例的脉冲电荷。
在本实施例中,加速度敏感元件1021具有较好的低频特性,能够通过管道内天然气瞬态压力震荡变化感知泄漏信号,例如能够直接感受输气管道泄漏产生的瞬态极低频压力变化,通过质量块加在压电转换元件1022的力也随之变化,则力的变化与被测加速度成正比,压电转换元件1022通过晶体压电效应将物理量力的变化转换为大小成正比的电荷量。
具体地,在本实施例中,脉冲电荷为高阻抗的电荷信号。
在具体实施过程中,加速度敏感元件1021具体可以采用MEMS(英文:Micro-Electro-MechanicalSystem;中文:微机电系统)加速度传感器敏感元件等等,压电转换元件1022具体可以采用压电式传感器等等,在此不做限制。
请继续参考图2,在本实施例中,次声PID调理电路103具体包括:
控制元件1031,用于接收管径数据和管压数据,并根据管径数据和管压数据,生成调节参数;具体地,控制元件1031可以根据输气管道现场情况,从存储输气管道数据的数据库中接收当前输气管道的管径数据和管压数据,根据管径数据和管压数据,生成调节参数;
电荷转换元件1032,与压电转换元件相连,用于将脉冲电荷转换为电压信号;
PID滤波元件1033,与电荷转换元件1032和控制元件1031相连,用于根据调节参数,修改PID滤波元件1033中的电阻R参数和电容C参数等,以实现针对不同输气管径、管压和背景噪声的最佳次声带通频率响应曲线,从而保证对电压信号进行滤波处理的结果的准确性,获得滤波后的第一电压信号。
当然了,需要说明的是,在本实施例中,对控制元件1031根据当前输气管道的管径数据和管压数据所生成的调节参数,以及PID滤波元件1033根据调节参数修改PID滤波元件1033中的电阻R参数和电容C参数不做具体限制,在实际应用中,通过本实施例的介绍,本领域所属的技术人员能够根据实际情况,将控制元件1031生成的调节参数,以及PID滤波元件1033根据调节参数修改的电阻R参数和电容C参数设置为合适的数值,以满足实际情况的需要,在此就不再赘述了。
在本实施例中,电荷转换元件1032具体为具有负反馈的放大器。
在本实施例中,电荷转换元件1032转换的电压信号为低内阻的电压信号。
请继续参考图2,如图2所示,次声PID调理电路103还包括:
电隔离电放大元件1034,与PID滤波单元相连,用于对第一电压信号进行电隔离和信号放大处理,获得4-20mA的模拟信号,4-20mA模拟信号为按工业标准输出的信号,方便后续过程处理,在此就不再赘述了。
在具体实施过程中,电隔离电放大元件1034可以通过相应的集成电路实现,在此就不再赘述了。
请继续参考图1,如图1所示,次声传感器还包括信号电缆104,信号电缆104与次声PID调理电路103相连,用于将模拟信号传递给数据采集器,在此即不再赘述了。
本发明实施例中的一个或者多个技术方案,至少具有如下技术效果或者优点:
由于本发明实施例采用了通过次声PID调理电路基于所述输气管道的管径和管压,将所述脉冲电荷转换为模拟信号的技术方案,根据输气管道的管径和管压对脉冲电荷进行转换而获得了最终的检测结果,所以避免了现有技术中存在的声波检测法存在因忽略不同输气管径和不同管压而导致声波检测法获得的检测结果出现错误的技术问题,保证了本发明实施例提供的次声传感器能够广泛应用于不同管径和不同管压的输气管道上,同时降低了次声传感器的误报率。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种输气管道泄漏检测的次声传感器,其特征在于,包括:
防爆壳体,安装于输气管道上;
次声压电变换器,设置于所述防爆壳体内,用于根据所述输气管道泄漏时产生的脉冲次声波,生成脉冲电荷;
次声比例-积分-微分PID调理电路,设置于所述防爆壳体内且与所述次声压电变换器相连,用于基于所述输气管道的管径和管压,将所述脉冲电荷转换为模拟信号。
2.如权利要求1所述的次声传感器,其特征在于,所述次声压电变换器包括加速度敏感元件和压电转换元件,所述加速度敏感元件的质量块将所述脉冲次声波的次声压力传递给所述压电转换元件,所述压电转换元件根据所述次声压力生成与所述次声压力呈线性比例的所述脉冲电荷。
3.如权利要求2所述的次声传感器,其特征在于,所述脉冲电荷为高阻抗的电荷信号。
4.如权利要求2所述的次声传感器,其特征在于,所述次声PID调理电路具体包括:
控制元件,与所述PID滤波元件相连,用于接收所述管径数据和所述管压数据,并根据所述管径数据和所述管压数据,生成调节参数;
电荷转换元件,与所述压电转换元件相连,用于将所述脉冲电荷转换为电压信号;
PID滤波元件,与所述电荷转换元件和所述控制元件相连,用于根据所述调节参数,对所述电压信号进行滤波处理,获得滤波后的第一电压信号。
5.如权利要求4所述的次声传感器,其特征在于,所述电荷转换元件具体为具有负反馈的放大器。
6.如权利要求4所述的次声传感器,其特征在于,所述电压信号为低内阻的电压信号。
7.如权利要求4所述的次声传感器,其特征在于,所述次声PID调理电路还包括:
电隔离电放大元件,与所述PID滤波单元相连,用于对所述第一电压信号进行电隔离和信号放大处理,获得4-20mA的模拟信号。
8.如权利要求1所述的次声传感器,其特征在于,所述次声传感器还包括信号电缆,所述信号电缆与所述次声PID调理电路相连,用于将所述模拟信号传递给数据采集器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201511026875.XA CN105627106B (zh) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 一种输气管道泄漏检测的次声传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201511026875.XA CN105627106B (zh) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 一种输气管道泄漏检测的次声传感器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105627106A true CN105627106A (zh) | 2016-06-01 |
CN105627106B CN105627106B (zh) | 2018-07-13 |
Family
ID=56042294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201511026875.XA Active CN105627106B (zh) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 一种输气管道泄漏检测的次声传感器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105627106B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106247172A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 辽宁鑫磊检测技术有限公司 | 一种管道检测装置及使用方法 |
CN106764466A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-31 | 北京科创三思科技发展有限公司 | 内装太阳能电池隔爆型远程无线数据采集分站rtu |
CN108758360A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-06 | 北京目黑科技有限公司 | 一种次声传感器和电子设备 |
CN109814152A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-05-28 | 昆明理工大学 | 一种次声传感器及其实现方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1427248A (zh) * | 2001-12-18 | 2003-07-02 | 中国科学院声学研究所 | 声波传感器 |
CN202040551U (zh) * | 2010-08-12 | 2011-11-16 | 北京知容寓远软件科技有限公司 | 用于管道泄漏或堵塞检测的数据前端处理装置 |
CN202419144U (zh) * | 2011-12-30 | 2012-09-05 | 淮阴工学院 | 一种基于虚拟仪器地下蒸汽管道泄漏检测装置 |
EP2668485A1 (en) * | 2011-01-30 | 2013-12-04 | Aquarius Spectrum Ltd. | Method and system for leak detection in a pipe network |
CN103672415A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-26 | 中国石油大学(华东) | 基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测和定位系统及方法 |
CN203951445U (zh) * | 2014-04-23 | 2014-11-19 | 北京科创三思科技发展有限公司 | 前置放大器 |
-
2015
- 2015-12-30 CN CN201511026875.XA patent/CN105627106B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1427248A (zh) * | 2001-12-18 | 2003-07-02 | 中国科学院声学研究所 | 声波传感器 |
CN202040551U (zh) * | 2010-08-12 | 2011-11-16 | 北京知容寓远软件科技有限公司 | 用于管道泄漏或堵塞检测的数据前端处理装置 |
EP2668485A1 (en) * | 2011-01-30 | 2013-12-04 | Aquarius Spectrum Ltd. | Method and system for leak detection in a pipe network |
CN202419144U (zh) * | 2011-12-30 | 2012-09-05 | 淮阴工学院 | 一种基于虚拟仪器地下蒸汽管道泄漏检测装置 |
CN103672415A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-26 | 中国石油大学(华东) | 基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测和定位系统及方法 |
CN203951445U (zh) * | 2014-04-23 | 2014-11-19 | 北京科创三思科技发展有限公司 | 前置放大器 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106247172A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 辽宁鑫磊检测技术有限公司 | 一种管道检测装置及使用方法 |
CN106764466A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-31 | 北京科创三思科技发展有限公司 | 内装太阳能电池隔爆型远程无线数据采集分站rtu |
CN108758360A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-06 | 北京目黑科技有限公司 | 一种次声传感器和电子设备 |
CN109814152A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-05-28 | 昆明理工大学 | 一种次声传感器及其实现方法 |
CN109814152B (zh) * | 2019-03-04 | 2023-11-24 | 昆明理工大学 | 一种次声传感器及其实现方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105627106B (zh) | 2018-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105627106A (zh) | 一种输气管道泄漏检测的次声传感器 | |
CN103672415B (zh) | 基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测和定位系统及方法 | |
CN102322935B (zh) | 一种流动噪声测量装置 | |
CN105203258A (zh) | 一种准静压传感器准静态压力校准装置 | |
CN103926180A (zh) | 一种孔隙流体驱替实验中岩心轴向应力柔性加载方法 | |
CN105387966B (zh) | 一种双敏感元件壁面压力传感器 | |
CN206609450U (zh) | 过程变送器 | |
CN105203246B (zh) | 一种抗压型壁面压力传感器 | |
CN104792969A (zh) | 一种基于温湿度传感器的土壤吸力值现场无线测量系统 | |
CN202013316U (zh) | 差压型流阻测试仪 | |
CN204536323U (zh) | 一种基于温湿度传感器的土壤吸力值现场无线测量系统 | |
CN101893019B (zh) | 液压测试系统及液压测试方法 | |
CN204328489U (zh) | 一种用于油气管道泄漏检测的信号调理器 | |
CN205157113U (zh) | 一种动态压力传感器标定设备 | |
CN208313506U (zh) | 一种气体压力传感器标定装置 | |
RU108142U8 (ru) | Контрольная течь | |
CN203758450U (zh) | 一种位移传感器测试装置 | |
CN108758360A (zh) | 一种次声传感器和电子设备 | |
CN106989282B (zh) | 管道泄漏虚拟声波检测方法及系统 | |
CN205823269U (zh) | 一种多功能油井液面自动监测装置 | |
CN110208385B (zh) | 一种高压环境下声波传感器的流体通道及引线装置 | |
CN208652150U (zh) | 一种次声传感器和电子设备 | |
CN203023810U (zh) | 一种新型管道泄漏无损检测装置 | |
CN203560720U (zh) | 宽频率本质安全型声波检漏仪 | |
CN203178026U (zh) | 一种光纤光栅液压传感器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211108 Address after: Room 08-10, 6 / F, block a, No. 5, Dongtucheng Road, Chaoyang District, Beijing 100013 Patentee after: National Petroleum and natural gas pipeline network Group Co.,Ltd. Address before: 100007 Oil Mansion, 9 North Avenue, Dongcheng District, Beijing, Dongzhimen Patentee before: PetroChina Company Limited |