CN108278496A - 电容式燃气管道泄漏检测新方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一个电容式燃气管道泄漏检测新方法，包括定位部件、测量动部件、测量静部件和两头密封塑料管等。该发明具有变面积式电容传感器检测方式。当被测管道发生燃气泄漏时，就会引起管道泄漏处压力的改变，喷涌而出的燃气会引起泄漏处附近的安装在测量动部件上的空心小球向泄漏点位移的变化，空心小球的位移通过弹簧引起圆形动电极的位置改变，最终改变了圆形动电极和圆形静电极之间的正对面积，引起了电容式传感器输出电容值的变化，从而通过该电容值的变化量来评价燃气管道的泄漏情况。

Description

电容式燃气管道泄漏检测新方法

技术领域

本发明涉及一种采用电场技术的电容式管道泄漏检测新方法，用于对管道中液体或气体的泄漏定性测量。

背景技术

管道泄漏检测传感技术在各个领域得到普遍应用。目前应用的技术中，声学传感系统在大范围中发展一个点式传感器的分布式网络，判断油气管道可能的泄漏位置和类型。这类技术的缺点是传感器需要埋地，对已有埋地管道来说施工难度大，应用适应性差。目前应用于管道泄漏监测的方法还有可燃气体传感法、压力梯度法、负压力波法、流量平衡法、传感电缆法、光纤传感法、次声波原理法、视频管道泄漏监测法等。综述这些方法，均存在这样那样的不足，如传感电缆法需要和管道一起铺设且其测试是一次性的，若发生管道泄漏，接触到泄漏燃气的传感电缆将失去监测功能，需进行传感电缆更换；可燃气体传感法不能覆盖全部待测管道，压力梯度法任然需沿管道布置大量压力传感器等等；这些缺点的存在会使测量系统的适应性和性价比降低，可靠性受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种性价比高、适应性好的电容式燃气管道泄漏检测新方法。

本发明采用的技术方案是：定位部件、测量动部件、测量静部件和两头密封塑料管；定位部件安装在该塑料管外壁上，保证测量时传感器沿被测管道轴线移动；一些带有弹簧的空心小球被镶嵌在塑料管外壁，小球的直径略大于镶嵌孔径，每个弹簧的另一端连接在圆形动电极上，从而作为一个整体构成测量动部件，它与塑料管同轴安装；与测量动部件平行且相距1毫米处，测量静部件同样与塑料管同轴安装，圆形静电极被固定在了测量静部件中心位置；从而圆形动电极和圆形静电极作为测量电极构成了电容式传感器结构，然后检测时将该电容式传感器在上游处放入被测管道中，在下游处捕获即可。

本发明具有变面积式电容传感器检测方式。当被测管道发生燃气泄漏时，就会引起管道泄漏处压力的改变，喷涌而出的燃气会引起泄漏处附近的空心小球向泄漏点位移的变化，空心小球的位移通过弹簧引起圆形动电极的位置改变，最终改变了圆形动电极和圆形静电极之间的正对面积，引起了电容式传感器输出电容值的变化，从而通过该电容值的变化量来评价燃气管道的泄漏情况。本发明结构简单、制造成本低、可靠性好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1本发明检测方法示意图。

图2测量动部件结构示意图。

图3测量静部件结构示意图。

图1-3中：1.定位部件；2.测量动部件；3.测量静部件；4.被测管道；5.两头密封塑料管。6.空心小球；7.弹簧；8.圆形动电极；9.圆形静电极

具体实施方式

如图1-3所示，定位部件1安装在塑料管5外壁上，保证测量时传感器沿被测管道4轴线移动；一些带有弹簧的空心小球6被镶嵌在塑料管5外壁，空心小球6的直径略大于镶嵌孔径，每个弹簧7的另一端连接在圆形动电极8上，从而作为一个整体构成测量动部件2，它与塑料管同轴安装；与测量动部件2平行且相距1毫米处，测量静部件3同样与塑料管5同轴安装，圆形静电极9被固定在了测量静部件3中心位置；从而圆形动电极8和圆形静电极9作为测量电极构成了电容式传感器结构，然后将该电容式传感器放到测量管道4中。

当被测管道4发生燃气泄漏时，就会引起管道4泄漏处压力的改变，喷涌而出的燃气会引起泄漏处附近的空心小球6向泄漏点位移的变化，空心小球6的位移通过弹簧7引起圆形动电极8的位置改变，圆形静电极9的位置是固定的，从而最终改变了圆形动电极8和圆形静电极9之间的正对面积，引起了变面积电容式传感器输出电容值的变化，从而通过该电容值的变化量来评价燃气管道的泄漏情况。

假设管道4泄漏前，圆形动电极8和圆形静电极9之间的电容值为C₀；管道4发生泄漏时，圆形动电极8和圆形静电极9之间的电容值为C₁；C₀和C₁之间差为ΔC。则

式中，S₀,S₁,ε,d分别为：管道4泄漏前圆形动电极8和圆形静电极9之间的正对面积，管道4泄漏发生后圆形动电极8和圆形静电极9之间的正对面积，圆形动电极8和圆形静电极9之间空气的介电常数，圆形动电极8和圆形静电极9之间距离常数。

Claims (1)

1.一个电容式燃气管道泄漏检测新方法，其特征是采用如下步骤：

1)定位部件(1)安装在塑料管(5)外壁上，保证测量时传感器沿被测管道(4)轴线移动。

2)一些带有弹簧的空心小球(6)被镶嵌在塑料管(5)外壁，空心小球(6)的直径略大于镶嵌孔径，每个弹簧(7)的另一端连接在圆形动电极(8)上，从而作为一个整体构成测量动部件(2)，它与塑料管(5)同轴安装。

3)与测量动部件(2)平行且相距1毫米处，测量静部件(3)同样与塑料管(5)同轴安装，圆形静电极(9)被固定在了测量静部件(3)中心位置。

4)从而圆形动电极(8)和圆形静电极(9)作为测量电极构成了电容式传感器结构，然后将该电容式传感器放到测量管道(4)中。当被测管道(4)发生燃气泄漏时，就会引起管道(4)泄漏处压力的改变，喷涌而出的燃气会引起泄漏处附近的空心小球(6)向泄漏点位移的变化，空心小球(6)的位移通过弹簧(7)引起圆形动电极(8)的位置改变，圆形静电极(9)的位置是固定的，从而最终改变了圆形动电极(8)和圆形静电极(9)之间的正对面积，引起了变面积电容式传感器输出电容值的变化，从而通过该电容值的变化量ΔC来评价燃气管道的泄漏情况。

假设管道(4)泄漏前，圆形动电极(8)和圆形静电极(9)之间的电容值为C₀；管道(4)发生泄漏时，圆形动电极(8)和圆形静电极(9)之间的电容值为C₁；C₀和C₁之间差为ΔC。则

式中，S₀,S₁,ε,d分别为：管道(4)泄漏前圆形动电极(8)和圆形静电极(9)之间的正对面积，管道(4)泄漏发生后圆形动电极(8)和圆形静电极(9)之间的正对面积，圆形动电极(8)和圆形静电极(9)之间空气的介电常数，圆形动电极(8)和圆形静电极(9)之间距离常数。