CN202613063U - 一种压力管道泄漏监测装置 - Google Patents

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李健
张宇
胡德涛
郁继培
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Abstract

本实用新型公开了一种压力管道泄漏监测装置，涉及管道泄漏监测及定位领域，第一基站采集系统和第二基站采集系统采集静态压力声波信号与动态压力声波信号；第一基站采集系统记录动态压力声波信号到达第一动态压力变送器的第一时间和到达第二动态压力变送器的第二时间；第二基站采集系统记录动态压力声波信号到达第三动态压力变送器的第三时间和到达第四动态压力变送器的第四时间；并将静态压力声波信号、动态压力声波信号、第一时间、第二时间、第三时间和第四时间传输至中央处理器；当动态压力信号和静态压力信号都报警时，中央处理器确定泄漏位置，该监测装置降低了误报率，提高了管道泄漏监测的可靠性。

Description

一种压力管道泄漏监测装置
技术领域
本实用新型涉及管道泄漏监测及定位领域，特别涉及一种压力管道泄漏监测装置。
背景技术
管道泄漏监测及定位技术在安全生产中具有重要意义，近年来越来越受到人们的重视。中国发明专利公开号为CN101684894A，公开日为2010年3月31日，的文件公开了一种同时基于动态压力与静态压力的管道泄漏监测方法。其联合分析了两种传感器的信号，能够得到更多泄漏信息。
在实现本实用新型的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足：
受调阀、加压和起停泵等操作的影响，基站内的噪声信号特别复杂，严重影响了泄漏监测的运行。现有技术并不能有效的识别站内工况扰动，存在一定的误报率，管道泄漏监测的可靠性较低。
实用新型内容
本实用新型提供了一种压力管道泄漏监测装置，本实用新型降低了误报率，提高了管道泄漏监测的可靠性，详见下文描述：
一种压力管道泄漏监测装置，包括：在管道首端设置第一静态压力变送器和第一基站采集系统，在管道末端设置第二静态压力变送器和第二基站采集系统，在管道首端还设置有第一动态压力变送器和第二动态压力变送器；在管道末端还设置有第三动态压力变送器和第四动态压力变送器；
所述第一基站采集系统和所述第二基站采集系统采集静态压力声波信号与动态压力声波信号；所述第一基站采集系统记录所述动态压力声波信号到达所述第一动态压力变送器的第一时间和到达所述第二动态压力变送器的第二时间；所述第二基站采集系统记录所述动态压力声波信号到达所述第三动态压力变送器的第三时间和到达所述第四动态压力变送器的第四时间；并将所述静态压力声波信号、所述动态压力声波信号、所述第一时间、所述第二时间、所述第三时间和所述第四时间传输至中央处理器；当所述动态压力信号和所述静态压力信号都报警时，所述中央处理器确定泄漏位置。
所述第一动态压力变送器和所述第二动态压力变送器中的传感器具体为：采用压电式压力传感器。
所述第一静态压力变送器和所述第二静态压力变送器具体为：压力变送器。
所述第一基站采集系统包括：第一采集模块、第一GPS定位系统和第一传输模块，
所述第一采集模块采集所述静态压力声波信号与所述动态压力声波信号，所述第一GPS定位系统记录所述第一时间和所述第二时间；所述第一传输模块将所述静态压力声波信号、所述动态压力声波信号、所述第一时间和所述第二时间传输至所述中央处理器。
所述第二基站采集系统包括：第二采集模块、第二GPS定位系统和第二传输模块，
所述第二采集模块采集所述静态压力声波信号与所述动态压力声波信号，所述第二GPS定位系统记录所述第三时间和所述第四时间；所述第二传输模块将所述静态压力声波信号、所述动态压力声波信号、所述第三时间和所述第四时间传输至所述中央处理器。
本实用新型提供的技术方案的有益效果是：通过静态压力变送器监视管道系统的宏观压力变化，动态压力变送器监视泄漏所产生的动态压力信号；中央处理器综合静态压力声波信号和动态压力声波信号的分析结果判断是否有泄漏发生，当发生泄漏时，中央处理器确定最终的泄漏位置。该监测装置降低了误报率，提高了管道泄漏监测的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种压力管道泄漏监测装置的结构示意图；
图2为本实用新型提供的第一基站采集系统的结构示意图；
图3为本实用新型提供的第二基站采集系统的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1a：第一动态压力变送器        1b：第三动态压力变送器；
2a：第二动态压力变送器；      2b：第四动态压力变送器；
3a：第一静态压力变送器；      3b：第二静态压力变送器；
4a：第一基站采集系统；    4b：第二基站采集系统；
5：中央处理器；           4a1：第一采集模块；
4a2：第一GPS定位系统；    4a3：第一传输模块；
4b1：第二采集模块；       4b2：第二GPS定位系统；
4b3：第二传输模块；       6：管道；
7：泄漏位置。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
为了降低误报率，提高管道泄漏监测的可靠性，本实用新型实施例提供了一种压力管道泄漏监测装置，参见图1、图2和图3，详见下文描述：
一种压力管道泄漏监测装置，包括：在管道6首端设置第一静态压力变送器3a和第一基站采集系统4a，在管道6末端设置第二静态压力变送器3b和第二基站采集系统4b；在管道6首端还设置有第一动态压力变送器1a和第二动态压力变送器2a；在管道6末端还设置有第三动态压力变送器1b和第四动态压力变送器2b；
第一基站采集系统4a和第二基站采集系统4b采集静态压力声波信号与动态压力声波信号；第一基站采集系统4a记录动态压力声波信号到达第一动态压力变送器1a的第一时间t1a和到达第二动态压力变送器2a的第二时间t2a；第二基站采集系统4b记录动态压力声波信号到达第三动态压力变送器1b的第三时间t1b和到达第四动态压力变送器2b的第四时间t2b；并将静态压力声波信号、动态压力声波信号、第一时间t1a、第二时间t2a、第三时间t1b和第四时间t2b传输至中央处理器5；当动态压力信号和静态压力信号都报警时，中央处理器5确定泄漏位置7。
其中，为了更加精确地确定泄漏位置，具体实现时，第一动态压力变送器1a和第二动态压力变送器2a中的传感器具体为：压电式压力传感器；第一静态压力变送器3a和第二静态压力变送器3b具体为：管道6上普遍使用的压力变送器。
其中，具体实现时，第一基站采集系统4a包括：第一采集模块4a1、第一GPS定位系统4a2和第一传输模块4a3，
第一采集模块4a1采集静态压力声波信号与动态压力声波信号，第一GPS定位系统4a2记录动态压力声波信号到达第一动态压力变送器1a的第一时间t1a和到达第二动态压力变送器2a的第二时间t2a；第一传输模块4a3将静态压力声波信号、动态压力声波信号、第一时间t1a和第二时间t2a传输至中央处理器5。
其中，具体实现时，第二基站采集系统4b包括：第二采集模块4b1、第二GPS定位系统4b2和第二传输模块4b3，
第二采集模块4b1采集静态压力声波信号与动态压力声波信号，第二GPS定位系统4b2记录动态压力声波信号到达第三动态压力变送器1b的第一时间t1b和到达第四动态压力变送器2b的第二时间t2b；第二传输模块4a3将静态压力声波信号、动态压力声波信号、第三时间t1b和第四时间t2b传输至中央处理器5。
中央处理器5接受第一基站采集系统4a和第二基站采集系统4b传输的动态压力声波信号，通过第一时间和第四时间的时间差t1a-t2b、第二时间和第三时间的时间差t2a-t1b、第一时间和第三时间的时间差t1a-t1b以及第二时间和第四时间的时间差t2a-t2b确定动态压力的方向：若动态压力声波信号来自基站内，则认为是工况扰动，否则综合静态压力声波信号的分析结果判断是否有泄漏发生，若判断有泄漏则根据时间差与管道6内声速的乘积确定泄漏位置7。
例如：设动态压力声波信号从第一动态压力变送器1a传到第二动态压力变送器2a的时间为ts（由两者之间的距离确定），
1）若t1b>t2b且|t2a-t1a|<ts，则认为动态压力声波信号来自第一动态压力变送器1a和第二动态压力变送器2a之间的管线上；
2）若t1a>t2a且|t2b-t1b|<ts，则认为动态压力声波信号来自第三动态压力变送器1b和第四动态压力变送器2b之间的管线上；
3）其余情况，则认为动态压力声波信号来自第二动态压力变送器2a和第四动态压力变送器2b之间的管道6上，则报警；
4）对于静态压力声波信号，采用分段检测均值方法来判断是否有显著的压力波动，若某时刻检测到的压力均值超过了预先设定的阈值，则报警。
其中，阈值根据实际应用中的需要进行设定，具体实现时，本实用新型实施例对此不做限制。
5）如果动态压力声波信号和静态压力声波信号检测判断结果都报警，则表明确实有泄漏发生，中央处理器5获取时间差t1a-t2b、t2a-t1b、t1a-t1b和t2a-t2b，通过时间差和管道6内声速的乘积确定最终的泄漏位置7。
其中，具体的计算方法为本领域技术人员所公知，本实用新型实施例在此不再赘述。
综上所述，本实用新型提供了一种压力管道泄漏监测装置，通过静态压力变送器监视管道系统的宏观压力变化，动态压力变送器监视泄漏所产生的动态压力声波信号；中央处理器综合静态压力声波信号和动态压力声波信号的分析结果判断是否有泄漏发生，当发生泄漏时，中央处理器确定最终的泄漏位置。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种压力管道泄漏监测装置，包括：在管道首端设置第一静态压力变送器和第一基站采集系统，在管道末端设置第二静态压力变送器和第二基站采集系统，其特征在于，在管道首端还设置有第一动态压力变送器和第二动态压力变送器；在管道末端还设置有第三动态压力变送器和第四动态压力变送器；所述第一基站采集系统和所述第二基站采集系统采集静态压力声波信号与动态压力声波信号；所述第一基站采集系统记录所述动态压力声波信号到达所述第一动态压力变送器的第一时间和到达所述第二动态压力变送器的第二时间；所述第二基站采集系统记录所述动态压力声波信号到达所述第三动态压力变送器的第三时间和到达所述第四动态压力变送器的第四时间；并将所述静态压力声波信号、所述动态压力声波信号、所述第一时间、所述第二时间、所述第三时间和所述第四时间传输至中央处理器；当所述动态压力信号和所述静态压力信号都报警时，所述中央处理器确定泄漏位置。
2.根据权利要求1所述的一种压力管道泄漏监测装置，其特征在于，所述第一动态压力变送器和所述第二动态压力变送器中的传感器采用压电式压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种压力管道泄漏监测装置，其特征在于，所述第一静态压力变送器和所述第二静态压力变送器具体为：压力变送器。
4.根据权利要求1所述的一种压力管道泄漏监测装置，其特征在于，所述第一基站采集系统包括：第一采集模块、第一GPS定位系统和第一传输模块，所述第一采集模块采集所述静态压力声波信号与所述动态压力声波信号，所述第一GPS定位系统记录所述第一时间和所述第二时间；所述第一传输模块将所述静态压力声波信号、所述动态压力声波信号、所述第一时间和所述第二时间传输至所述中央处理器。
5.根据权利要求1所述的一种压力管道泄漏监测装置，其特征在于，所述第二基站采集系统包括：第二采集模块、第二GPS定位系统和第二传输模块，所述第二采集模块采集所述静态压力声波信号与所述动态压力声波信号，所述第二GPS定位系统记录所述第三时间和所述第四时间；所述第二传输模块将所述静态压力声波信号、所述动态压力声波信号、所述第三时间和所述第四时间传输至所述中央处理器。 
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