CN206708737U - 一种流体泄漏在线监测和定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道内流体泄漏在线监测和定位系统，具体包括一套主站系统和两套或者两套以上的子站系统；其中每套子站系统包括次声波传感器，信号注入装置，阀门，数据发射和接收天线,GPS天线，外部电源，数字化仪，传感器数据线，信号注入装置数据线；相比现有监测定位系统，本实用新型提供的系统具有更高的定位精度和准确性。

Description

一种流体泄漏在线监测和定位系统

技术领域

本实用新型实用新型公开了一种管道内流体泄漏在线监测和定位系统，本实用新型属于流体输送压力管道泄漏监测定位技术领域。

背景技术

管道运行管理的核心是“安全和经济”。近年来，因为油气管道泄漏导致的灾难性事故频发，管道的安全运行和维护受到了威胁和挑战。因此需要使用先进的科学手段建立管道安全预报警体系，通过有效的技术手段对管道内流体泄漏事故进行实时监测，准确发出泄漏报警并快速定位，以便于生产单位启动相应的应急预案，并能够实现泄漏事件处理过程监控。要实现上述功能，首先需要通过技术手段持续监测管道内流体相关数据的变化，通过对管道内流体泄漏特征准确、快速的识别和提取，快速并准确定位泄露位置。

目前，管道内流体泄漏监测方法主要有：压力点分析法、负压波法、流量差监测法、光缆监测法等，这些方法只能判断管道内流体是否泄露，无法准确定位流体的泄露位置。近年来，次声波法被用于定位管道内流体泄露位置。通过检测管道内流体泄露时产生的次声波信号到达检测器的时间，乘以流体内部次声波的传播速度，既可定位流体泄露位置。但是，次声波传播速度受流体种类和性质、管道介质类型、温度、压力、流速和密度等影响，波动范围大，如果用事先预定的声速去定位泄漏点误差极大，定位距离不准确，缺乏实际参考意义。尤其是在气体和液体组成的混合流体的管道上，用预先设定好的声速去计算，定位误差几乎不具有参考性。

实用新型内容

针对现有技术中，次声波定位法存在的定位误差大的缺点，本实用新型提供一种管道流体泄露监测和定位系统，通过检测流体泄露时，主动向管道内注入内次声波信号，获取流体内次声波实时的传播速度，精确定位流体的泄露位置。

本实用新型提供的一种管道流体泄露监测和定位系统，具体包括：

一套主站系统11和两套或者两套以上的子站系统；

其中每套子站系统包括次声波传感器1，信号注入装置2，阀门3，数据发射和接收天线4,全球定位系统(GPS)天线5，外部电源6，数字化仪7，传感器数据线8，信号注入装置数据线9；

其中，次声波传感器1与数字化仪7之间通过传感器数据线8相连，信号注入装置2与数字化仪7之间通过信号注入装置数据线9相连，数据发射和接收天线4、GPS天线5分别与数字化仪7直接连接，外部电源6与数字化仪7相连，次声波传感器1和信号注入装置2通过管路与阀门3一端相接，阀门3的另一端通过管路与管道10相接；

其中，主站系统11用于接受和处理所有子站传输到主站系统11数据，并向每个子站发送相应的指令，以及向操作人员提供关于管道的所有信息；每套子站中，次声波传感器1用来获取管道10中的次声波信号，信号注入装置2用于在管道泄露时向管道10内主动注入次声波信号，阀门3用于控制次声波传感器1、信号注入装置2是否与管道10连接，数据发射和接收天线4用于4G/3G/2G数据通讯，GPS天线5接收GPS授时信号及GPS定位坐标，外部电源6为所在子站提供电能，数字化仪7用于数据的采集和发送以及指令的发射和接收，传感器数据线8和信号注入装置数据线9用于传输数据及供电，管道10中传输流体。

本实用新型提供的一种管道泄露监测和定位系统中，信号注入装置2有两种结构，其中：

结构包括，防护板12，上部电磁阀13，容器14，压力传感器15,下部电磁阀16，其中上部电磁阀13，压力传感器15，下部电磁阀16通过集成端口与信号注入装置数据线9连接,其中防护板12通过管路与上部电磁阀13连接，上部电磁阀13通过管路与容器14连接，压力传感器15安装在容器14上，容器14通过管路与下部电磁阀16连接。

本实用新型的优点及有益效果：

本实用新型的优点是当管路发生泄露时，通过主动信号注入方法实时获取次声波在管道流体中的传播速度，可以极大提高泄露位置定位的精度，该系统能广泛应用于单一流体和混合流体的泄露监测定位。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种管道流体泄露监测和定位系统的结构示意图。

图2是本实用新型提供的一种管道流体泄露监测和定位系统中所用信号注入装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

实施例1

本实施例中，使用本实用新型提供的信号注入装置2，包括，防护板12，上部电磁阀13，容器14，压力传感器15,下部电磁阀16，其具体结构如图2所示。

当管道发生泄露时，距离泄漏点最近的两个子站系统最先监测到泄露信号超过预先设定好的阈值，并将信号传送回主站系统11；

主站系统11发送指令给最先发送泄露信号的子站系统的数字化仪7，数字化仪7接收到主站发送的指令后，控制信号注入装置2中的下部电磁阀16打开，管道10内流体会进入容器14中，持续预先设定时间后，控制下部电磁阀16关闭，完成向管道内流体主动注入次声波信号；

与该子站系统相邻的子站系统检测到该子站系统主动注入的次声波信号并将信号传送回主站系统11；

主站系统11收到该信号，由于相邻两个子站系统间管路长度已知，通过计算主动注入信号产生时间和相邻子站系统检测到该信号时间上的差值，即可获得次声波在当前管道流体内的传播速度；

通过计算距离泄漏点最近的两个子站系统监测到泄露信号的时间差，乘以当前管道流体内的次声波的传播速度，即可获得泄露点到与之距离最近的两个子站系统的距离差值，由于两个子站系统间管路长度已知，因此可以准确定位泄漏点的位置。

采用本实用新型提供的信号注入装置2的优点在于，主动注入信号时，管道内有毒有害流体直接进入容器14中，不会造成环境污染。

Claims (3)

1.一种流体泄漏在线监测和定位系统，包括：一套主站系统和两套或者两套以上的子站系统；其中每套子站系统包括次声波传感器，信号注入装置，阀门，数据发射和接收天线,GPS天线，外部电源，数字化仪，传感器数据线和信号注入装置数据线，其特征在于，次声波传感器(1)与数字化仪(7)之间通过传感器数据线(8)相连，信号注入装置(2)与数字化仪(7)之间通过信号注入装置数据线(9)相连，数据发射和接收天线(4)、GPS天线(5)分别与数字化仪(7)直接连接，外部电源(6)与数字化仪(7)相连，次声波传感器(1)和信号注入装置(2)通过管路与阀门(3)一端相接，阀门(3)的另一端通过管路与管道(10)相接。

2.按权利要求1所述一种流体泄漏在线监测和定位系统，其特征在于，当流体发生泄漏时，信号注入装置向流体中注入次声波信号。

3.按权利要求1或2所述一种流体泄漏在线监测和定位系统，其特征在于，信号注入装置的第一种结构包括防护板，上部电磁阀，容器，压力传感器,下部电磁阀，下部电磁阀(16)通过集成端口与信号注入装置数据线(9)连接,其中防护板(12)通过管路与上部电磁阀(13)连接，上部电磁阀(13)通过管路与容器(14)连接，压力传感器(15)安装在容器(14)上，容器(14)通过管路与下部电磁阀(16)连接。