CN107504374A - 燃气管道声波监测系统 - Google Patents

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王良风
杨霄锋
纪静文
辛燕
冀晓
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Beijing Kechuang Sansi Science & Technology Development Co Ltd
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    • 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

Abstract

本发明涉及一种燃气管道声波监测系统，包括主站系统和分站系统；所述分站系统包括依次连接的传感器、前置放大器、数据采集系统、GPS授时模块；所述主站系统包括相互连接的数据处理系统、波形显示终端。本发明的优点体现在：能在管道附近有施工作业时，可以实时监测，当施工作业威胁到管道安全时，可以时时报警，使得相关部门能够在第一时间采取措施，减少事故造成的危害。

Description

燃气管道声波监测系统
技术领域
本发明涉及一种燃气管道声波监测系统，可以实现燃气管道泄漏前的预警。
背景技术
近年来，燃气管网发展迅速，燃气管网的已经在城市地下密集布置，在城市建设过程中，地下挖掘，地下施工等原因造成地下燃气管网的破坏频有发生，因此，管道的安全预警就显得尤其重要。一旦管道因为外力破坏发生泄漏，由于地下管道泄漏有一定的隐蔽性，往往在泄漏达到一定程度才可能被检测到，极易引起爆炸事故，进而产生巨大的经济损失和恶劣的社会影响。为了保障燃气管道的安全运行，开发燃气管道泄漏监测技术十分必要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种燃气管道声波监测系统，可以对管道周围环境进行监测，还可以对管道的泄漏发出报警。
为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：
燃气管道声波监测系统，包括主站系统和分站系统；
所述分站系统包括依次连接的传感器、前置放大器、数据采集系统、GPS授时模块；
所述主站系统包括相互连接的数据处理系统、波形显示终端；
所述传感器分为两部分，次声波传感器和声波传感器，次声波传感器安装在管道两端，与管道内部介质直接接触，用于接收管道内部声波信号，声波传感器安装在管道上，用于接收管道外部附近声波信号，所述数据采集系统与所述数据处理系统通过数据通讯模块连接；
所述传感器实时接收管道内外的声波信号并转换为电信号；
所述前置放大器把电信号转换为数据，并通过数据通讯模块把采集到的次声波数据发送到数据处理系统；
所述数据采集系统将电信号转换为数据，并通过数据通讯模块把采集到的次声波数据发送到数据处理系统；
所述数据处理系统通过分析处理出具采集系统发送的数据，来判断管道周围是否有威胁，严重时判断管道是否发生泄漏。
进一步的，所述传感器分为声波传感器和次声波传感器，次声波传感器安装在管道内部，声波传感器安装在管道上，两种传感器同时采集现场声波信号，用于管道泄漏监测预警，次声波传感器检测长距离传输的次声波信号，声波传感器检测管道附近的声信号，两种传感器信号数据共同融合，综合分析，针对管道状况进行监测。
进一步的，所述声波传感器采用阵列布置，对管道周围的声波信号进行定位。
进一步的，所述被监测管道的两端分别设有所述分站系统，所述数据处理系统接收多个所述分站系统的数据采集系统发送的数据，运用信号处理和识别算法对数据进行处理和综合分析，判断是否存在泄漏事件并确定泄露发生的位置。
进一步的，所述信号处理和识别算法中采用包括深度学习、HHT和阵列信号处理在内的信号处理方式对信号进行综合的分析计算。
本发明公开的燃气管道声波监测系统，具有以下有益效果：
燃气管道监测系统，能在管道附近有施工作业时，可以实时监测，当施工作业威胁到管道安全时，可以时时报警，使得相关部门能够在第一时间采取措施，减少事故造成的危害。
附图说明
图1为本发明实施例提供的燃气管道监测系统的结构示意图。
其中，
1-主站系统，2-分站系统，21-次声波传感器，22-声波传感器，23-管道，
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种燃气管道泄漏预警系统，可以对管道周围环境进行监测，还可以对管道的泄漏发出报警。
请参见图1。本发明公开的燃气管道声波监测系统，包括主站系统1和分站系统2；
所述分站系统2包括依次连接的传感器、前置放大器、数据采集系统、GPS授时模块；
所述主站系统1包括相互连接的数据处理系统、波形显示终端；
所述传感器分为两部分，次声波传感器21和声波传感器22，次声波传感器21用于接收管道23内部声波信号，声波传感器22用于接收管道23外部声波信号，所述数据采集系统与所述数据处理系统通过数据通讯模块连接；
所述传感器实时接收管道内外的声波信号并转换为电信号；
所述前置放大器把电信号经过放大滤波处理后转换为数据，并通过数据通讯模块把采集到的次声波数据发送到数据处理系统；
所述数据采集系统将电信号转换为数据，并通过数据通讯模块把采集到的次声波数据发送到数据处理系统，数据采集系统布置在传感器周围，实时采集传感器信号；
所述数据处理系统通过分析处理出具采集系统发送的数据，来判断管道周围是否有威胁，严重时判断管道是否发生泄漏。
在本发明的一种实施例中，所述传感器分为声波传感器22和次声波传感器21，次声波传感器21安装在管道23内部，声波传感器22安装在管道23上，两种传感器同时采集现场声波信号，用于管道泄漏监测预警，次声波传感器22检测长距离传输的次声波信号，声波传感器21检测管道附近的声信号，两种传感器信号数据共同融合，综合分析，针对管道状况进行监测。
在本发明的一种实施例中，所述声波传感器21采用阵列布置，对管道周围的声波信号进行定位。
在本发明的一种实施例中，所述被监测管道的两端分别设有所述分站系统2，所述数据处理系统接收多个所述分站系统2的数据采集系统发送的数据，运用信号处理和识别算法对数据进行处理和综合分析，判断是否存在泄漏事件并确定泄露发生的位置。
在本发明的一种实施例中，所述信号处理和识别算法中采用包括深度学习、HHT和阵列信号处理在内的信号处理方式对信号进行综合的分析计算。
在本发明的一种实施例中，所述数据通讯模块包括冗余设计，所述冗余设计包括无线和有线通讯方式。
本发明中的GPS授时模块对系统时间进行校准，用于解决不同监测点之间的时间同步问题，所述GPS授时模块的授时精度在纳秒级别，提高了系统的定位精度。现场设备采用备份设计，即使某一部分发生故障也能保证正常工作。本发明采用专用高灵敏度声波传感器和专用收据识别算法，并通过高精度GPS授时模块保证不同监测点的系统时间同步精度，在有威胁管道的行为或者管道发生泄漏时，能够及时、有效、准确的报警。
实际应用中需要根据现场收集到的具体信号，模拟干扰的情况下进行训练，提高系统的降噪和去除干扰的能力，从而使系统达到报警准确、定位精度高。
本发明的燃气管道监测系统，在燃气管道发生泄漏时，能及时快速的发出报警提示，使得相关部门能够及时采取措施，减少事故造成的危害。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.燃气管道声波监测系统，其特征在于，包括主站系统和分站系统；
所述分站系统包括依次连接的传感器、前置放大器、数据采集系统、GPS授时模块；
所述主站系统包括相互连接的数据处理系统、波形显示终端；
所述传感器分为两部分，次声波传感器和声波传感器，次声波传感器用于接收管道内部声波信号，声波传感器用于接收管道外部声波信号，所述数据采集系统与所述数据处理系统通过数据通讯模块连接；
所述传感器实时接收管道内外的声波信号并转换为电信号；
所述前置放大器把电信号转换为数据，并通过数据通讯模块把采集到的次声波数据发送到数据处理系统；
所述数据采集系统将电信号转换为数据，并通过数据通讯模块把采集到的次声波数据发送到数据处理系统；
所述数据处理系统通过分析处理出具采集系统发送的数据，来判断管道周围是否有威胁，严重时判断管道是否发生泄漏。
2.根据权利要求1所述的燃气管道声波监测系统，其特征在于，所述传感器分为声波传感器和次声波传感器，次声波传感器安装在管道内部，声波传感器安装在管道上，两种传感器同时采集现场声波信号，用于管道泄漏监测预警，次声波传感器检测长距离传输的次声波信号，声波传感器检测管道附近的声信号，两种传感器信号数据共同融合，综合分析，针对管道状况进行监测。
3.根据权利要求1所述的燃气管道声波监测系统，其特征在于，所述声波传感器采用阵列布置，对管道周围的声波信号进行定位。
4.根据权利要求1所述的燃气管道声波监测系统，其特征在于，所述被监测管道的两端分别设有所述分站系统，所述数据处理系统接收多个所述分站系统的数据采集系统发送的数据，运用信号处理和识别算法对数据进行处理和综合分析，判断是否存在泄漏事件并确定泄露发生的位置。
5.根据权利要求4所述的燃气管道声波监测系统，其特征在于，所述信号处理和识别算法中采用包括深度学习、HHT和阵列信号处理在内的信号处理方式对信号进行综合的分析计算。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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