CN1740629A

CN1740629A - 管道泄漏预测方法

Info

Publication number: CN1740629A
Application number: CN 200510094271
Authority: CN
Inventors: 付保川; 陆卫忠; 班建民; 许维胜
Original assignee: Suzhou University of Science and Technology
Current assignee: Suzhou No.5 Building Group Co.,Ltd.
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2025-09-05
Also published as: CN100491809C

Abstract

一种管道泄漏预测方法，它包括如下步骤：在管道的被检测部位缠绕或捆扎吸湿性衬底材料，所述的吸湿性衬底材料能有效地吸收管道中漏出的液体；将测试线缠绕在所述的吸湿性衬底材料上，所述的测试线包括导线连接体、相间隔并且平行地设置在所述的导线连接体上的一对导体；检测所述的一对导体之间的电学参数的变化，用于判断管道的泄漏情况。可以通过检测电路检测到两导体之间的阻抗的变化，并根据该阻抗变化的幅度来判断管道泄漏的程度，完成管道泄漏预测。

Description

管道泄漏预测方法

技术领域

本发明涉及一种管道泄漏预测方法。

背景技术

随着智能建筑的发展，在建筑中设置的为满足环境条件要求的设备数量越来越多，相应的，各种管道数量也就随之增多。然而，管道由于老化、腐蚀、磨损、管壁疲劳等原因而发生泄漏是很难避免的，特别是由于这些管道(例如供暖制冷管道、日常用水管道、消防用水管道等)大多分布于房间的角落、楼板夹层间或地板下面较为隐蔽的地方，小规模的管道泄漏很难被及时发现，因此管道泄漏成为环境安全的主要隐患之一。

目前，管道泄漏检测的方法主要有两类：直接检漏法和间接检漏法。直接检漏法主要采用物理或化学的方法(如铺设湿度传感器、安装导流开关等)直接探测泄漏的液体，如中国专利94204155.0和94226766.4等均是基于泄漏的液体直接触发传感器而实施检测；间接检漏法是指根据管道泄漏所造成的流量、压力、声音等物理状态参数的变化而实施测量，其主要方法有：负压波法、质量平衡法、实时模型法、压力梯度法、应力波法、声波法等。基于间接检漏法的检测装置或设备较多，如中国专利96121000.1、99107241.3、02235420.4和2005100220194.2等都属于这一类。但是这些检测方法主要是针对长距离输送管道的特点而设计的，不适合用于对室内管道的泄漏检测。

对室内管道的泄漏检测宜采用直接检测法，除了前面提到的几种直接检测法之外，目前在工程中常用的方法还有如下几种：①电极式检测法或点式检测法。它采用泄漏电极来感应泄漏的液体，当泄漏的液体把电极浸泡之后检测装置发出报警信号；②感应线缆检测法。该方法所用的线缆有两类：普通感应线缆和专用感应线缆。采用普通感应线缆进行检测，是将感应线缆铺设在管道下方，当泄漏的液体把感应线缆浸泡之后，检测装置发出报警信号；采用专用感应线缆(如美国Raychem公司的TT3000型电缆)进行检测时，实施检测的方法类似于普通感应线缆，但它除了提供泄漏报警信号之外，还能对泄漏发生的位置进行定位。

在上述的这些检测方法中，无论是直接检测法还是间接检测法均是基于液体泄漏到达一定程度时才能检测到泄漏特征量的变化，而无法捕捉到泄漏之前的先期征兆，因此不具备泄漏预测能力。对于室内管道而言，只有实时准确地对管道泄漏作出预测，才可能真正避免泄漏事故的发生，从而避免造成重大损失。

发明内容

本发明目的是提供一种管道泄漏预测方法，其能在管道泄漏初期的渗漏阶段就探测到渗漏情况，从而对管道泄漏作出预测。

本发明的技术方案是：一种管道泄漏预测方法，它包括如下步骤：

(1)、在管道的被检测部位缠绕或捆扎吸湿性衬底材料，所述的吸湿性衬底材料能有效地吸收管道中漏出的液体；

(2)、将测试线缠绕在所述的吸湿性衬底材料上，所述的测试线包括导线连接体、相间隔并且平行地设置在所述的导线连接体上的一对导体；

(3)、检测所述的一对导体之间的电学参数的变化，用于判断管道的泄漏情况。

所述的一对导体都为铜导线，它们分别固定在所述的导线连接体上，所述的导线连接体为绝缘材料。

所述的导体之间的距离为4～6毫米。

在所述的吸湿性衬底材料没有吸收管道中漏出的液体时，所述的两根导体之间的绝缘阻抗大于100兆欧姆，所述的导体自身的阻抗小于1欧姆/100米长度。

所述吸湿性衬底材料是用木浆与无纺布纤维交织而成。

所述的被测的一对导体之间的电学参数是电阻。

所述的被测的一对导体之间的电学参数是电容。

通常根据泄漏程度可以把管道泄漏分为渗漏、泄漏和泄放三种类型。管道泄漏往往是从渗漏开始的，渗漏是泄漏发生的前期，一般会持续较长的一段时间，然后随着渗漏的逐步加重而变为泄漏，如果泄漏得不到及时控制就可能演变成难以控制的泄放。泄放是管道泄漏最严重的一种形式，具有很强的破坏性。如果在渗漏阶段就能及时发现并采取有效措施，就可以在很大程度上避免泄漏事故的发生，这就是泄漏预测的基本出发点。

所谓泄漏预测就是捕捉渗漏(即泄漏前期)的一些先期特征。对于管道的渗漏来说，最明显的特征就是液体的渗出量较少，且附着在管道外壁上，不易被察觉到，管道自身没有明显的物理参数变化。这时，如果能够找到一种有效的方法来发现管道壁上渗出的液体，就可以尽早采取有效措施，从而可以避免泄漏事故的发生。

对于以绝缘材料作为导线连接体的相隔离的两根平行导体而言，平行导体之间的阻抗与绝缘介质的导电率直接相关。如果采用吸湿性很强的材料(在干燥的环境中是绝缘的)作为两根导体之间的绝缘介质，由它来吸收管道渗漏出的液体，则绝缘介质的导电率就会随着其含水率的升高而增大。管道渗漏的量越多，绝缘介质的含水率就会越高，则两根导体之间的阻抗就越小，反之亦然。因此，只要使用一个检测电路不断地检测两根导体之间的阻抗值有无变化，就可以判断出管道是否发生渗漏，从而达到泄漏预测的效果。

本发明与现有技术相比具有下列优点：

管道一旦发生渗漏，渗出的液体立即会被吸湿性衬底材料吸收，导致两根导体之间的绝缘介质导电率增大，导体之间的阻抗就变小，可以通过检测电路检测到该阻抗的变化，并根据该阻抗变化的幅度来判断管道泄漏的程度，可以由检测装置给出相应的报警提示，完成管道泄漏预测。

附图说明

附图1为本发明的管道上缠有吸湿性衬底材料及测试线的结构示意图；

附图2为附图1的A-A方向剖视图(放大后)；

附图3为测试线的主视图；

附图4为附图3的B-B方向剖视图(放大后)；

附图5为泄漏预测电路图；其中：

1、测试线；2、吸湿性衬底材料；3、管道；4、管内液体；5、导线连接体；6、导体；

具体实施方式

参见附图1至附图4，一种管道泄漏预测方法，它包括如下步骤：

(1)、在管道3的被检测部位缠绕或捆扎吸湿性衬底材料2，所述的吸湿性衬底材料2能有效地吸收管道3中漏出的液体。吸湿性衬底材料2选用美国PGI公司的吸湿性材料，或者选用美国金佰利公司的快速吸水材料HYDROKNIT(例如MPM擦拭布、DEK擦拭布)，它们是由纯木浆与无纺布纤维交织在一起而形成。纯木浆材料的吸水性极强，而无纺布纤维又保证了擦拭材料高强度的拉力。

(2)、将测试线1放置或缠绕在所述的吸湿性衬底材料2上，所述的测试线1包括导线连接体5、相间隔并且平行地设置在所述的导线连接体5上的一对导体6；所述的一对导体6都为铜导线，它们分别固定在所述的导线连接体5上，所述的导线连接体5为绝缘材料。所述的导体6之间的距离为4～6毫米。在所述的吸湿性衬底材料2没有吸收管道3中漏出的液体时，所述的两根导体6之间的绝缘阻抗大于100兆欧姆，所述的导体6自身的阻抗小于1欧姆/100米长度。

(3)、检测所述的一对导体6之间的电学参数的初始值，所述的一对导体6之间的电学参数的初始值是指在管道3完好时，所述的吸湿性衬底材料2没有吸收管道3中漏出的液体时测得的；

(4)、在需要的时间检测所述的一对导体6之间的电学参数的变化，用于判断管道的泄漏情况。

所述的被测的一对导体6之间的电学参数是电阻或电容，下面以电阻作为参数进行检测。

参见附图5，为了准确地测量两导体6之间的阻抗变化，本发明采用了基于平衡电桥的测量电路，在该电路中，以两个导体6之间的阻抗Rx作为测量电桥的一个桥臂，R12、R13、R14分别为电桥的另外三个臂，只要选取合适的阻值，就可以保证测量电桥臂平衡。为保证电桥在极端情况下短路或开路的输出电压在正常范围，我们在Rx两端并联一个电阻R11对电桥起保护作用；同时，为了便于电桥的平衡调整，在R12桥臂上串联一个可调电阻R12’。在初始工作状态，通过调整R12’使得如下的平衡关系成立：

(Rx//R11)*R14＝(R12+R12’)*R13

例如选择R11＝R13＝R14＝200K，R12＝100K，R12’＝100K，即可保证将电桥调整到平衡。另外，为便于计算并保持电路工作稳定，在选取电路其它参数时，应尽量遵守如下原则：R1＝R2，R3＝R4，R5＝R6，R7＝R8。

在上述测量电路中，真正起放大作用的是集成运算放大器A3，其放大倍数可以根据需要由R1和R3的组织来确定。图中集成运算放大器A1、A2的作用是为了提高共模抑制比，增强电路对共模信号的抑制效果。

考虑到长期在线检测的有效性，在此选择由平行铜导线构成的导体6进行检测，导体6的形状如图4所示。

在具体应用时，测试线1的长度可根据现场的实际需要进行截取，所用测试线的长度与预测的准确度无关。

将测试线1缠绕在管道的被检测部位，测试线1与管道3之间以吸湿性衬底材料2进行隔离，隔离层的厚度约为1-1.5mm。在管道上缠绕测试线1的圈数为3-5圈为宜，缠绕方法如图1所示。在管道上缠绕测试线之后的截面图如图2所示。

下面举例说明该预测方法的有效性。

首先，按照上述方法把测试固定在待检测的一段管道3上，在没有发生任何泄漏的情况下，用万用表测量两根平行导体6之间的阻抗RL(t)，得到RL(t)≈∞实测值为110MΩ；

第二步，缓慢地向管道3外部滴水模似管道3渗漏，吸湿性衬底材料2的含水率逐步增加，用万用表测量两根导体6之间的阻抗值在不断地减小，直至RL(t)的值达到10KΩ。

第三步，当RL(t)的值减小到10KΩ左右时，即使再向吸湿性衬底材料2上加再多的水，RL(t)的值也不再减小，说明此时吸湿性衬底材料2的含水率已达到100％，相当于管道2发生了泄漏。

根据RL(t)值的大小就可以判断是否有泄漏发生，同时根据RL(t)变化的范围，可以推判出液体泄漏的程度，从而达到泄漏预测之目的。

Claims

1、一种管道泄漏预测方法，其特征在于：它包括如下步骤：

(1)、在管道(3)的被检测部位缠绕或捆扎吸湿性衬底材料(2)，所述的吸湿性衬底材料(2)能有效地吸收管道(3)中漏出的液体；

(2)、将测试线(1)缠绕在所述的吸湿性衬底材料(2)上，所述的测试线(1)包括导线连接体(5)、相间隔并且平行地设置在所述的导线连接体(5)上的一对导体(6)；

(3)、检测所述的一对导体(6)之间的电学参数的变化，用于判断管道的泄漏情况。

2、根据权利要求1所述的管道泄漏预测方法，其特征在于：所述的一对导体(6)都为铜导线，它们分别固定在所述的导线连接体(5)上，所述的导线连接体(5)为绝缘材料。

3、根据权利要求2所述的管道泄漏预测方法，其特征在于：所述的导体(6)之间的距离为4～6毫米。

4、根据权利要求2所述的管道泄漏预测方法，其特征在于：在所述的吸湿性衬底材料(2)没有吸收管道(3)中漏出的液体时，所述的两根导体(6)之间的绝缘阻抗大于100兆欧姆，所述的导体(6)自身的阻抗小于1欧姆/100米长度。

5、根据权利要求1所述的管道泄漏预测方法，其特征在于：所述吸湿性衬底材料(2)是用木浆与无纺布纤维交织而成。

6、根据权利要求1所述的管道泄漏预测方法，其特征在于：所述的被测的一对导体(6)之间的电学参数是电阻。

7、根据权利要求1所述的管道泄漏预测方法，其特征在于：所述的被测的一对导体(6)之间的电学参数是电容。