CN117927884A - 一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于管道检测技术领域，尤其是一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置及方法，包括石油输送的石油管道，石油管道的外表面呈线性间隔分布固定套接有安装环，安装环的上下表面设置有拆装机构，两个安装环之间设置有信号放大机构，信号放大机构的外表面设置有振动检测机构。该基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置及方法，通过音叉块产生的声波传递至缓冲块与音叉块之间的密封腔体，并穿透不锈钢网而引起弹力球重复跳动，进而弹力球在振动时可引起不锈钢的左右往复移动，并带动伸缩杆在复位弹簧的作用下进行往复伸缩，从而位移传感器可以测量不锈钢网的位置和位移变化，然后引发报警器进行报警。

Description

一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置及方法

技术领域

本发明涉及管道检测技术领域，尤其涉及一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置及方法。

背景技术

原油输送管道是用于将原油从采油场、油田或海上钻井平台等地点运输到炼油厂或出口港口的管道系统。它是石油行业中的重要基础设施，能够高效、安全地将原油输送到需要的地方。原油输送管道通常由钢管组成，具有一定的直径和壁厚，以承受原油的高压和高温。根据输送距离和输送量的不同，管道可以分为长输管道和短输管道。长输管道一般用于远距离的原油输送，例如跨越国家或大陆的输油管道。这些管道经过专业的设计和施工，考虑了地质条件、环境保护、安全风险等因素，以确保管道的可靠性和安全性。在长输管道中，通常会设置压力调节站和泵站等设施，以控制原油的流动和保持适当的输送压力。短输管道一般用于油田内部或相对较短距离的原油输送。这些管道通常连接油井、集输站和储油罐等设施，将原油从生产现场运送到集输站或储存设施。短输管道的设计和建设相对简单，但仍需考虑安全性和环境保护等因素。为了确保原油输送管道的安全运行，需要进行定期的检查和维护工作，包括管道壁厚测量、防腐蚀措施、泄漏监测和紧急响应等。同时，对于跨越敏感地区或水域的管道，还需要采取特殊的环境保护措施，以减少对生态环境的影响。总之，原油输送管道在石油行业中具有重要的作用，它能够高效、安全地将原油输送到需要的地方，为能源供应提供了可靠的支持。

原油输送管道泄漏检测装置是一种用于监测和检测原油输送管道中泄漏情况的装置，它可以及时发现管道泄漏，并通过报警系统通知相关人员以便采取必要的措施，然而，原油输送管道泄漏检测装置也有其不足之处，灵敏度不足：有些泄漏检测装置的灵敏度不够高，可能会导致泄漏被忽略或漏报，从而影响到安全性，检测范围受限：泄漏检测装置通常只能检测到特定区域内的泄漏，如果管道系统较长或复杂，可能会漏检一些区域的泄漏，基于上述技术问题，提出了本申请的一种管道泄漏检测装置及方法。

发明内容

基于现有的上述技术问题，本发明提出了一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置及方法。

本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置，包括石油输送的石油管道，所述石油管道的外表面呈线性间隔分布固定套接有安装环，所述安装环的上下表面设置有拆装机构，两个所述安装环之间设置有信号放大机构，所述信号放大机构的外表面设置有振动检测机构。

其中，所述拆装机构与所述信号放大机构和所述振动检测机构进行连接，并对两个机构在所述石油管道的外表面进行拆装动作。

其中，所述信号放大机构对所述石油管道泄漏点发出的声音进行放大和传播。

其中，所述信号放大机构将放大的声音传递至所述振动检测机构而引起其振动被检测到。

优选地，所述拆装机构包括开设在所述安装环上下表面的安装连接槽，所述安装环的一侧表面固定连接有连接壳体，所述连接壳体的内部与所述安装连接槽的内部固定连通。

通过上述技术方案，拆装机构在石油管道的外表面呈多段式分布，从而在确定泄漏点后可快速对泄漏点进行维修，因而可将信号放大机构和振动检测机构卡接在安装连接槽中实现快速连接，后期维修时也可快速脱离。

优选地，所述拆装机构还包括开设在所述安装连接槽一侧内壁的定位槽，所述安装连接槽和所述定位槽的内壁滑动卡接有连接卡块。

通过上述技术方案，为了将信号放大机构和振动检测机构与安装环进行安装，从而使得两个机构对石油管道的泄漏进行精准检测，因而将连接卡块与信号放大机构和振动检测机构进行连接，再将连接卡块卡接进安装连接槽和定位槽内实现两个机构的安装。

优选地，所述拆装机构还包括在所述安装连接槽与所述连接壳体内进行水平移动的固定卡板，所述固定卡板靠近所述连接卡块的一侧表面呈上下分布固定连接有限位定位块和线性阵列分布的橡胶球，所述连接卡块与所述固定卡板相对的一侧表面开设有限位槽和挤压槽，所述限位槽的内壁与所述限位定位块的外表面滑动卡接，所述挤压槽的内壁与所述橡胶球的外表面滑动挤压。

通过上述技术方案，为了将连接卡块在安装连接槽内进行固定而实现信号放大机构和振动检测机构的安装，从而在连接卡块卡接进行安装连接槽和定位槽后，水平推动固定卡板，使得其一侧的限位定位块与橡胶球滑动卡接进连接卡块对应的限位槽和挤压槽内，因而可防止连接卡块脱离安装环。

优选地，所述拆装机构还包括在所述连接壳体一侧表面进行贯穿开设的螺纹孔，所述螺纹孔的内壁螺纹连接有推进杆，所述推进杆靠近所述固定卡板的一端外表面通过轴承与所述固定卡板的一侧表面转动连接，所述推进杆的另一端外表面固定连接有转把。

通过上述技术方案，为了将固定卡板进行水平推动，从而使得固定卡板一侧的限位定位块与橡胶球将连接卡块进行卡紧固定，因而通过手握转把，使其带动推进杆在螺纹孔的内壁进行螺纹转动前进，进而可水平推动固定卡板。

优选地，所述拆装机构还包括螺纹套接在所述推进杆外表面的转环，所述转环的一侧表面与所述连接壳体的一侧内壁滑动接触，所述转环靠近所述固定卡板的一侧表面固定连接有挤压弹簧，所述挤压弹簧的自由端与所述轴承的一侧表面固定连接。

通过上述技术方案，为了实现连接卡块在安装连接槽内的卡紧，从而在推进杆的外表面设置挤压弹簧，在推进杆转动前进时，转环在其外表面同步水平移动，进而可使得挤压弹簧进行压缩而完成对固定卡板的挤压。

优选地，所述信号放大机构包括固定套接在所述石油管道外表面并呈半圆形状的两个音叉块，上下两个所述音叉块的相对一侧表面滑动接触，所述音叉块相对所述石油管道外表面的内表面上呈矩形阵列分布固定安装有锥形状的扩音喇叭。

通过上述技术方案，石油管道泄漏时会在泄漏点发出呲呲的声音，为了将泄漏点发出的声音放大而引起振动检测机构放大振动，从而设置上下两个音叉块，使其通过拆装机构进行拼装后构成整圆形状的音叉管，并且音叉管的两侧拼装后形成缝隙，从而有利于声音的传播，音叉管的材质为金属，金属材质的音叉管具有明亮、清晰的音色，当音叉管被敲击或者摩擦时，会给音叉管施加一个外力，外力使得音叉管开始振动，产生机械能，这个机械能会转化成声能，形成声波，并且其可通过扩音喇叭实现声波的传递。

优选地，所述振动检测机构包括固定套接在所述音叉块外表面的缓冲块，所述缓冲块的材质由内之外分别为音频隔离垫、矿棉和隔音板，所述缓冲块与所述音叉块之间的密封腔体内设置有轻质形的不锈钢网，所述不锈钢网的内部设置有密集的弹力球，所述缓冲块的一侧表面与所述连接卡块的一侧表面固定连接。

通过上述技术方案，为了使检测仪器能精准检测石油管道的泄漏点，从而使音叉块产生的声波传递至缓冲块与音叉块之间的密封腔体，并穿透不锈钢网而引起弹力球重复跳动，进而增大石油管道泄漏点泄漏引起的振动，并且缓冲块可以阻隔外界声源对弹力球的影响，音频隔离垫是一种特殊的材质，用于隔离震动和减少声音的传播，它通常由橡胶或聚合物材料制成，可以放置在声源周围或底部，减少振动和噪音的传递，矿棉是一种常用的隔音材料，由矿石纤维制成，具有较好的隔音性能，隔音板是专门设计用于吸收和隔绝声音的材料，避免外界声音环境传递至石油管道的内部影响其泄漏检测的结果。

优选地，所述缓冲块与所述音叉块之间的密封腔体内侧壁呈对称分布固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆的伸缩端外表面与所述不锈钢网的外表面固定连接，所述伸缩杆的外表面固定套接有复位弹簧，所述缓冲块与所述音叉块之间的密封腔体上端的一侧内壁固定安装有位移传感器，所述缓冲块的外表面分别安装有声学传感器和振动传感器。

通过上述技术方案，为了对管道的泄漏进行精准报警，从而将不锈钢网通过伸缩杆与密封腔体进行连接，进而弹力球在振动时可引起不锈钢的左右往复移动，并带动伸缩杆在复位弹簧的作用下进行往复伸缩，从而位移传感器可以测量不锈钢网的位置和位移变化，然后引发报警器进行报警，当石油管道泄漏报警时，为了对泄漏点进行定位，从而声学传感器和振动传感器对管道进行实时监测，获取管道内部和表面的声音和振动信号，将多个振动传感器分段安装在管道上可以提高泄漏检测的准确性和可靠性，每个传感器负责监测特定区域的振动变化，如果有泄漏发生，相邻传感器之间的振动特征会发生变化，并且可以通过对比各个传感器的数据来确定泄漏的位置和程度，同时通过在不同位置安装多个声学传感器，可以更全面地监测管道系统内部和周围的声音变化，当泄漏发生时，泄漏点周围会产生特定频率和幅度的声波，这些声波会被传感器捕获并传输到监控系统进行分析，通过比较不同位置的传感器数据，可以更精确地定位泄漏点，并评估泄漏的规模和影响范围。

本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的检测方法，包括如下步骤：

S1、首先对信号放大机构和振动检测机构进行安装，在安装时，将缓冲块与音叉块两端的连接卡块分别插接进安装连接槽和定位槽中，此时需要将连接卡块与安装环之间进行紧密固定，因而通过手握转把，使其带动推进杆在螺纹孔的内壁进行螺纹转动前进，进而可水平推动固定卡板，直至其一侧的限位定位块与橡胶球滑动卡接进连接卡块对应的限位槽和挤压槽内，然后推进杆无法继续水平移动，推进杆在转动时转环在其外表面同步水平移动，进而可使得挤压弹簧进行压缩而完成对固定卡板的挤压，将上下两个缓冲块与音叉块拼装完成后，上下的缓冲块形成闭合的缓冲管，其内部形成完整的圆形音叉管；

S2、振动传感器与声学传感器对石油管道的泄漏进行实时监测，当石油管道泄漏时，会在泄漏点发出呲呲的声音，从而会对音叉块进行摩擦，使其获得一个外力，外力使得音叉块开始振动，产生机械能，这个机械能会转化成声能，形成声波，并且其可通过扩音喇叭实现声波的传递；

S3、音叉块产生的声波传递至缓冲块与音叉块之间的密封腔体，并穿透不锈钢网而引起弹力球重复跳动，进而弹力球在振动时可引起不锈钢的左右往复移动，并带动伸缩杆在复位弹簧的作用下进行往复伸缩，从而位移传感器可以测量不锈钢网的位置和位移变化，然后引发报警器进行报警；

S4、当石油管道泄漏报警时，为了对泄漏点进行定位，从而声学传感器和振动传感器对管道进行实时监测，获取管道内部和表面的声音和振动信号，对采集到的信号进行预处理，包括滤波、降噪等操作，以提高后续分析的准确性，从处理后的信号中提取特征参数，这些参数可以反映泄漏所产生的特定频率、振幅或能量变化等信息，对提取到的特征参数与数据库中的特征参数进行分析和比对，从而对泄漏位置进行定位；

S5、当确定泄漏点的位置后，通过反向转动推进杆，可快速对发生泄漏的石油管道外表面的缓冲块和音叉块进行拆卸而进行及时的维修。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置拆装机构，可将石油管道泄漏检测部件进行快速安装拆卸，从而在确定泄漏点后能快速对该段管道实现泄漏维修，在调节的过程中，通过将缓冲块与音叉块两端的连接卡块分别插接进安装连接槽和定位槽中，接着通过手握转把，使其带动推进杆在螺纹孔的内壁进行螺纹转动前进，进而可水平推动固定卡板，直至其一侧的限位定位块与橡胶球滑动卡接进连接卡块对应的限位槽和挤压槽内，然后推进杆无法继续水平移动后可实现检测部件的固定，使其能实时监测石油管道，并便于后续对管道得到维修。

2、通过设置信号放大机构，可将石油管道泄漏发出的声音进行放大，从而可使声学传感器能及时监测到，在调节的过程中，石油管道泄漏点发出的声音会对音叉块进行摩擦，使其获得一个外力，外力使得音叉块开始振动，产生机械能，这个机械能会转化成声能，形成声波，并且其可通过扩音喇叭实现声波的传递，从而可实现利用简单结构将声音放大化。

3、通过设置振动检测机构，可对石油管道泄漏及时报警，并使得振动传感器能及时监测，在调节的过程中，通过音叉块产生的声波传递至缓冲块与音叉块之间的密封腔体，并穿透不锈钢网而引起弹力球重复跳动，进而弹力球在振动时可引起不锈钢的左右往复移动，并带动伸缩杆在复位弹簧的作用下进行往复伸缩，从而位移传感器可以测量不锈钢网的位置和位移变化，然后引发报警器进行报警，并且振动传感器能及时确定泄漏点的位置，从而便于后期的维修。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的示意图；

图2为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的安装环结构立体图；

图3为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的转把结构立体图；

图4为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的安装连接槽结构立体图；

图5为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的固定卡板结构立体图；

图6为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的推进杆结构立体图；

图7为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的连接卡块结构立体图；

图8为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的音叉块结构立体图；

图9为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的不锈钢网结构立体图；

图10为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的扩音喇叭结构立体图；

图11为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的弹力球结构立体图；

图12为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的缓冲块结构立体图；

图13为本发明提出的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的声学传感器结构立体图。

图中：1、石油管道；2、安装环；3、拆装机构；31、安装连接槽；32、连接壳体；33、定位槽；34、连接卡块；35、固定卡板；36、限位定位块；37、橡胶球；38、限位槽；39、挤压槽；40、螺纹孔；41、推进杆；42、转把；43、转环；44、挤压弹簧；5、信号放大机构；51、音叉块；52、扩音喇叭；6、振动检测机构；61、缓冲块；62、音频隔离垫；63、矿棉；64、隔音板；65、不锈钢网；66、弹力球；67、伸缩杆；68、复位弹簧；69、位移传感器；70、声学传感器；71、振动传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

参照图1-图13，一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置，包括石油输送的石油管道1，石油管道1的外表面呈线性间隔分布固定套接有安装环2，安装环2的上下表面设置有拆装机构3，两个安装环2之间设置有信号放大机构5，信号放大机构5的外表面设置有振动检测机构6。

其中，拆装机构3与信号放大机构5和振动检测机构6进行连接，并对两个机构在石油管道1的外表面进行拆装动作。

拆装机构3包括开设在安装环2上下表面的安装连接槽31，安装环2的一侧表面固定连接有连接壳体32，连接壳体32的内部与安装连接槽31的内部固定连通，拆装机构3在石油管道1的外表面呈多段式分布，从而在确定泄漏点后可快速对泄漏点进行维修，因而可将信号放大机构5和振动检测机构6卡接在安装连接槽31中实现快速连接，后期维修时也可快速脱离。

为了将信号放大机构5和振动检测机构6与安装环2进行安装，从而使得两个机构对石油管道1的泄漏进行精准检测，因而拆装机构3还包括开设在安装连接槽31一侧内壁的定位槽33，安装连接槽31和定位槽33的内壁滑动卡接有连接卡块34，连接卡块34与信号放大机构5和振动检测机构6进行连接，再将连接卡块34卡接进安装连接槽31和定位槽33内实现两个机构的安装。

为了将连接卡块34在安装连接槽31内进行固定而实现信号放大机构5和振动检测机构6的安装，从而拆装机构3还包括在安装连接槽31与连接壳体32内进行水平移动的固定卡板35，固定卡板35靠近连接卡块34的一侧表面呈上下分布固定连接有限位定位块36和线性阵列分布的橡胶球37，连接卡块34与固定卡板35相对的一侧表面开设有限位槽38和挤压槽39，限位槽38的内壁与限位定位块36的外表面滑动卡接，挤压槽39的内壁与橡胶球37的外表面滑动挤压，连接卡块34卡接进行安装连接槽31和定位槽33后，水平推动固定卡板35，使得其一侧的限位定位块36与橡胶球37滑动卡接进连接卡块34对应的限位槽38和挤压槽39内，因而可防止连接卡块34脱离安装环2。

为了将固定卡板35进行水平推动，从而使得固定卡板35一侧的限位定位块36与橡胶球37将连接卡块34进行卡紧固定，因而拆装机构3还包括在连接壳体32一侧表面进行贯穿开设的螺纹孔40，螺纹孔40的内壁螺纹连接有推进杆41，推进杆41靠近固定卡板35的一端外表面通过轴承与固定卡板35的一侧表面转动连接，推进杆41的另一端外表面固定连接有转把42，通过手握转把42，使其带动推进杆41在螺纹孔40的内壁进行螺纹转动前进，进而可水平推动固定卡板35。

为了实现连接卡块34在安装连接槽31内的卡紧，从而拆装机构3还包括螺纹套接在推进杆41外表面的转环43，转环43的一侧表面与连接壳体32的一侧内壁滑动接触，转环43靠近固定卡板35的一侧表面固定连接有挤压弹簧44，挤压弹簧44的自由端与轴承的一侧表面固定连接，在推进杆41的外表面设置挤压弹簧44，在推进杆41转动前进时，转环43在其外表面同步水平移动，进而可使得挤压弹簧44进行压缩而完成对固定卡板35的挤压。

通过设置拆装机构3，可将石油管道1泄漏检测部件进行快速安装拆卸，从而在确定泄漏点后能快速对该段管道实现泄漏维修，在调节的过程中，通过将缓冲块61与音叉块51两端的连接卡块34分别插接进安装连接槽31和定位槽33中，接着通过手握转把42，使其带动推进杆41在螺纹孔40的内壁进行螺纹转动前进，进而可水平推动固定卡板35，直至其一侧的限位定位块36与橡胶球37滑动卡接进连接卡块34对应的限位槽38和挤压槽39内，然后推进杆41无法继续水平移动后可实现检测部件的固定，使其能实时监测石油管道1，并便于后续对管道得到维修。

其中，信号放大机构5对石油管道1泄漏点发出的声音进行放大和传播。

石油管道1泄漏时会在泄漏点发出呲呲的声音，为了将泄漏点发出的声音放大而引起振动检测机构6放大振动，从而信号放大机构5包括固定套接在石油管道1外表面并呈半圆形状的两个音叉块51，上下两个音叉块51的相对一侧表面滑动接触，音叉块51相对石油管道1外表面的内表面上呈矩形阵列分布固定安装有锥形状的扩音喇叭52，上下两个音叉块51通过拆装机构3进行拼装后构成整圆形状的音叉管，并且音叉管的两侧拼装后形成缝隙，从而有利于声音的传播，音叉管的材质为金属，金属材质的音叉管具有明亮、清晰的音色，当音叉管被敲击或者摩擦时，会给音叉管施加一个外力，外力使得音叉管开始振动，产生机械能，这个机械能会转化成声能，形成声波，并且其可通过扩音喇叭52实现声波的传递。

通过设置信号放大机构5，可将石油管道1泄漏发出的声音进行放大，从而可使声学传感器70能及时监测到，在调节的过程中，石油管道1泄漏点发出的声音会对音叉块51进行摩擦，使其获得一个外力，外力使得音叉块51开始振动，产生机械能，这个机械能会转化成声能，形成声波，并且其可通过扩音喇叭52实现声波的传递，从而可实现利用简单结构将声音放大化。

其中，信号放大机构5将放大的声音传递至振动检测机构6而引起其振动被检测到。

为了使检测仪器能精准检测石油管道1的泄漏点，从而振动检测机构6包括固定套接在音叉块51外表面的缓冲块61，缓冲块61的材质由内之外分别为音频隔离垫62、矿棉63和隔音板64，缓冲块61与音叉块51之间的密封腔体内设置有轻质形的不锈钢网65，不锈钢网65的内部设置有密集的弹力球66，缓冲块61的一侧表面与连接卡块34的一侧表面固定连接，音叉块51产生的声波传递至缓冲块61与音叉块51之间的密封腔体，并穿透不锈钢网65而引起弹力球66重复跳动，进而增大石油管道1泄漏点泄漏引起的振动，并且缓冲块61可以阻隔外界声源对弹力球66的影响，音频隔离垫62是一种特殊的材质，用于隔离震动和减少声音的传播，它通常由橡胶或聚合物材料制成，可以放置在声源周围或底部，减少振动和噪音的传递，矿棉63是一种常用的隔音材料，由矿石纤维制成，具有较好的隔音性能，隔音板64是专门设计用于吸收和隔绝声音的材料，避免外界声音环境传递至石油管道1的内部影响其泄漏检测的结果。

为了对管道的泄漏进行精准报警，从而缓冲块61与音叉块51之间的密封腔体内侧壁呈对称分布固定连接有伸缩杆67，伸缩杆67的伸缩端外表面与不锈钢网65的外表面固定连接，伸缩杆67的外表面固定套接有复位弹簧68，缓冲块61与音叉块51之间的密封腔体上端的一侧内壁固定安装有位移传感器69，缓冲块61的外表面分别安装有声学传感器70和振动传感器71，不锈钢网65通过伸缩杆67与密封腔体进行连接，进而弹力球66在振动时可引起不锈钢的左右往复移动，并带动伸缩杆67在复位弹簧68的作用下进行往复伸缩，从而位移传感器69可以测量不锈钢网65的位置和位移变化，然后引发报警器进行报警，当石油管道1泄漏报警时，为了对泄漏点进行定位，从而声学传感器70和振动传感器71对管道进行实时监测，获取管道内部和表面的声音和振动信号，将多个振动传感器71分段安装在管道上可以提高泄漏检测的准确性和可靠性，每个传感器负责监测特定区域的振动变化，如果有泄漏发生，相邻传感器之间的振动特征会发生变化，并且可以通过对比各个传感器的数据来确定泄漏的位置和程度，同时通过在不同位置安装多个声学传感器70，可以更全面地监测管道系统内部和周围的声音变化，当泄漏发生时，泄漏点周围会产生特定频率和幅度的声波，这些声波会被传感器捕获并传输到监控系统进行分析，通过比较不同位置的传感器数据，可以更精确地定位泄漏点，并评估泄漏的规模和影响范围。

通过设置振动检测机构6，可对石油管道1泄漏及时报警，并使得振动传感器71能及时监测，在调节的过程中，通过音叉块51产生的声波传递至缓冲块61与音叉块51之间的密封腔体，并穿透不锈钢网65而引起弹力球66重复跳动，进而弹力球66在振动时可引起不锈钢的左右往复移动，并带动伸缩杆67在复位弹簧68的作用下进行往复伸缩，从而位移传感器69可以测量不锈钢网65的位置和位移变化，然后引发报警器进行报警，并且振动传感器71能及时确定泄漏点的位置，从而便于后期的维修。

参照图1-图13，一种基于声学和振动传感器71的管道泄漏检测装置的检测方法，包括如下步骤：

S1、首先对信号放大机构5和振动检测机构6进行安装，在安装时，将缓冲块61与音叉块51两端的连接卡块34分别插接进安装连接槽31和定位槽33中，此时需要将连接卡块34与安装环2之间进行紧密固定，因而通过手握转把42，使其带动推进杆41在螺纹孔40的内壁进行螺纹转动前进，进而可水平推动固定卡板35，直至其一侧的限位定位块36与橡胶球37滑动卡接进连接卡块34对应的限位槽38和挤压槽39内，然后推进杆41无法继续水平移动，推进杆41在转动时转环43在其外表面同步水平移动，进而可使得挤压弹簧44进行压缩而完成对固定卡板35的挤压，将上下两个缓冲块61与音叉块51拼装完成后，上下的缓冲块61形成闭合的缓冲管，其内部形成完整的圆形音叉管；

S2、振动传感器71与声学传感器70对石油管道1的泄漏进行实时监测，当石油管道1泄漏时，会在泄漏点发出呲呲的声音，从而会对音叉块51进行摩擦，使其获得一个外力，外力使得音叉块51开始振动，产生机械能，这个机械能会转化成声能，形成声波，并且其可通过扩音喇叭52实现声波的传递；

S3、音叉块51产生的声波传递至缓冲块61与音叉块51之间的密封腔体，并穿透不锈钢网65而引起弹力球66重复跳动，进而弹力球66在振动时可引起不锈钢的左右往复移动，并带动伸缩杆67在复位弹簧68的作用下进行往复伸缩，从而位移传感器69可以测量不锈钢网65的位置和位移变化，然后引发报警器进行报警；

S4、当石油管道1泄漏报警时，为了对泄漏点进行定位，从而声学传感器70和振动传感器71对管道进行实时监测，获取管道内部和表面的声音和振动信号，对采集到的信号进行预处理，包括滤波、降噪等操作，以提高后续分析的准确性，从处理后的信号中提取特征参数，这些参数可以反映泄漏所产生的特定频率、振幅或能量变化等信息，对提取到的特征参数与数据库中的特征参数进行分析和比对，从而对泄漏位置进行定位；

具体是这样比对的：将经过滤波、降噪操作提取的特征参数与数据库中存在的正常特征参数进行比对，当提取的特征参数不在阈值范围内时，则可判定石油管道1在该段落部分出现异常，进而再对该段落位置进行标记确定；

其中，特征参数指的是特定频率、振幅或能量变化等信息，同时阈值的范围可手动调节；

S5、当确定泄漏点的位置后，通过反向转动推进杆41，可快速对发生泄漏的石油管道1外表面的缓冲块61和音叉块51进行拆卸而进行及时的维修。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置，包括石油输送的石油管道（1），其特征在于：所述石油管道（1）的外表面呈线性间隔分布固定套接有安装环（2），所述安装环（2）的上下表面设置有拆装机构（3），两个所述安装环（2）之间设置有信号放大机构（5），所述信号放大机构（5）的外表面设置有振动检测机构（6）；

其中，所述拆装机构（3）与所述信号放大机构（5）和所述振动检测机构（6）进行连接，并对两个机构在所述石油管道（1）的外表面进行拆装动作；

其中，所述信号放大机构（5）对所述石油管道（1）泄漏点发出的声音进行放大和传播；

所述信号放大机构（5）包括固定套接在所述石油管道（1）外表面并呈半圆形状的两个音叉块（51）；

其中，所述信号放大机构（5）将放大的声音传递至所述振动检测机构（6）而引起其振动被检测到；

所述振动检测机构（6）包括固定套接在所述音叉块（51）外表面的缓冲块（61），所述缓冲块（61）的外表面分别安装有声学传感器（70）和振动传感器（71）。

2.根据权利要求1所述的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置，其特征在于：所述拆装机构（3）包括开设在所述安装环（2）上下表面的安装连接槽（31），所述安装环（2）的一侧表面固定连接有连接壳体（32），所述连接壳体（32）的内部与所述安装连接槽（31）的内部固定连通。

3.根据权利要求2所述的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置，其特征在于：所述拆装机构（3）还包括开设在所述安装连接槽（31）一侧内壁的定位槽（33），所述安装连接槽（31）和素所述定位槽（33）的内壁滑动卡接有连接卡块（34）。

4.根据权利要求3所述的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置，其特征在于：所述拆装机构（3）还包括在所述安装连接槽（31）与所述连接壳体（32）内进行水平移动的固定卡板（35），所述固定卡板（35）靠近所述连接卡块（34）的一侧表面呈上下分布固定连接有限位定位块（36）和线性阵列分布的橡胶球（37），所述连接卡块（34）与所述固定卡板（35）相对的一侧表面开设有限位槽（38）和挤压槽（39），所述限位槽（38）的内壁与所述限位定位块（36）的外表面滑动卡接，所述挤压槽（39）的内壁与所述橡胶球（37）的外表面滑动挤压。

5.根据权利要求4所述的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置，其特征在于：所述拆装机构（3）还包括在所述连接壳体（32）一侧表面进行贯穿开设的螺纹孔（40），所述螺纹孔（40）的内壁螺纹连接有推进杆（41），所述推进杆（41）靠近所述固定卡板（35）的一端外表面通过轴承与所述固定卡板（35）的一侧表面转动连接，所述推进杆（41）的另一端外表面固定连接有转把（42）。

6.根据权利要求5所述的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置，其特征在于：所述拆装机构（3）还包括螺纹套接在所述推进杆（41）外表面的转环（43），所述转环（43）的一侧表面与所述连接壳体（32）的一侧内壁滑动接触，所述转环（43）靠近所述固定卡板（35）的一侧表面固定连接有挤压弹簧（44），所述挤压弹簧（44）的自由端与所述轴承的一侧表面固定连接。

7.根据权利要求3所述的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置，其特征在于：上下两个所述音叉块（51）的相对一侧表面滑动接触，所述音叉块（51）相对所述石油管道（1）外表面的内表面上呈矩形阵列分布固定安装有锥形状的扩音喇叭（52）。

8.根据权利要求7所述的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置，其特征在于：所述缓冲块（61）的材质由内之外分别为音频隔离垫（62）、矿棉（63）和隔音板（64），所述缓冲块（61）与所述音叉块（51）之间的密封腔体内设置有轻质形的不锈钢网（65），所述不锈钢网（65）的内部设置有密集的弹力球（66），所述缓冲块（61）的一侧表面与所述连接卡块（34）的一侧表面固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置，其特征在于：所述缓冲块（61）与所述音叉块（51）之间的密封腔体内侧壁呈对称分布固定连接有伸缩杆（67），所述伸缩杆（67）的伸缩端外表面与所述不锈钢网（65）的外表面固定连接，所述伸缩杆（67）的外表面固定套接有复位弹簧（68），所述缓冲块（61）与所述音叉块（51）之间的密封腔体上端的一侧内壁固定安装有位移传感器（69）。

10.基于权利要求1-9任一项所述的一种基于声学和振动传感器的管道泄漏检测装置的检测方法，包括如下步骤：

S1、首先对信号放大机构（5）和振动检测机构（6）进行安装，在安装时，将缓冲块（61）与音叉块（51）两端的连接卡块（34）分别插接进安装连接槽（31）和定位槽（33）中，此时需要将连接卡块（34）与安装环（2）之间进行紧密固定，因而通过手握转把（42），使其带动推进杆（41）在螺纹孔（40）的内壁进行螺纹转动前进，进而可水平推动固定卡板（35），直至其一侧的限位定位块（36）与橡胶球（37）滑动卡接进连接卡块（34）对应的限位槽（38）和挤压槽（39）内，然后推进杆（41）无法继续水平移动，推进杆（41）在转动时转环（43）在其外表面同步水平移动，进而可使得挤压弹簧（44）进行压缩而完成对固定卡板（35）的挤压，将上下两个缓冲块（61）与音叉块（51）拼装完成后，上下的缓冲块（61）形成闭合的缓冲管，其内部形成完整的圆形音叉管；

S2、振动传感器（71）与声学传感器（70）对石油管道（1）的泄漏进行实时监测，当石油管道（1）泄漏时，会在泄漏点发出呲呲的声音，从而会对音叉块（51）进行摩擦，使其获得一个外力，外力使得音叉块（51）开始振动，产生机械能，这个机械能会转化成声能，形成声波，并且其可通过扩音喇叭（52）实现声波的传递；

S3、音叉块（51）产生的声波传递至缓冲块（61）与音叉块（51）之间的密封腔体，并穿透不锈钢网（65）而引起弹力球（66）重复跳动，进而弹力球（66）在振动时可引起不锈钢的左右往复移动，并带动伸缩杆（67）在复位弹簧（68）的作用下进行往复伸缩，从而位移传感器（69）可以测量不锈钢网（65）的位置和位移变化，然后引发报警器进行报警；

S4、当石油管道（1）泄漏报警时，为了对泄漏点进行定位，从而声学传感器（70）和振动传感器（71）对管道进行实时监测，获取管道内部和表面的声音和振动信号，对采集到的信号进行预处理，包括滤波、降噪操作，以提高后续分析的准确性，从处理后的信号中提取特征参数，这些参数可以反映泄漏所产生的特定频率、振幅或能量变化信息，对提取到的特征参数与数据库中的特征参数进行分析和比对，从而对泄漏位置进行定位；

S5、当确定泄漏点的位置后，通过反向转动推进杆（41），可快速对发生泄漏的石油管道（1）外表面的缓冲块（61）和音叉块（51）进行拆卸而进行及时的维修。