CN207162143U - 输油管道泄漏点检测定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种输油管道泄漏点检测定位系统，包括用于检测输油管进口处的压力、温度以及流量的第一检测单元、用于检测输油管出口处的压力、温度以及流量的第二检测单元、与所述第一检测单元的输出端连接的第一处理单元、与所述第二检测单元的输出端连接的第二处理单元以及输出单元，所述第一处理单元和第二处理单元通信连接，所述输出单元与第一处理单元连接，通过上述结构，能够及时发现输油管存在泄漏并对输油管的泄漏点进行精确定位，从而利于对发生泄漏的管道进行及时抢修，进而有效减少输油管泄漏所带来的经济损失以及环境污染，而且效率高，方便使用。

Description

输油管道泄漏点检测定位系统

技术领域

本实用新型涉及一种检测系统，尤其涉及一种输油管道泄漏点检测定位系统。

背景技术

燃油通过管道输送已经成为现代运输的主要方式之一，管道输送具有运量大、输送连续，占地、投资小等优点，越来越被广泛的应用，但是，在管道输送中也必然存在着致命的问题，就是输油管的泄漏，一方面输油管泄漏造成巨大经济损失，另一方面，泄漏的燃油对周遭环境带来严重的污染，现有技术中，对于燃油管道泄漏检测以及泄漏点的定位存在如下技术缺陷：效率低，难以及时发现输油管存在泄漏的状态，而且，现有的检测方法或者设备定位精度差，也就是说，当发现燃油泄漏后，难以对泄漏点进行准确定位，从而造成经损失以及环境污染。

因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的检测系统。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种输油管道泄漏点检测定位系统，能够及时发现输油管存在泄漏并对输油管的泄漏点进行精确定位，从而利于对发生泄漏的管道进行及时抢修，进而有效减少输油管泄漏所带来的经济损失以及环境污染，而且效率高，方便使用。

本实用新型提供的一种输油管道泄漏点检测定位系统，包括用于检测输油管进口处的压力、温度以及流量的第一检测单元、用于检测输油管出口处的压力、温度以及流量的第二检测单元、与所述第一检测单元的输出端连接的第一处理单元、与所述第二检测单元的输出端连接的第二处理单元以及输出单元，所述第一处理单元和第二处理单元通信连接，所述输出单元与第一处理单元连接。

进一步，所述第一检测单元包括第一压力变送器、第一温度变送器、第一粘度传感器以及第一流量变送器；所述第一压力变送器、第一温度变送器、第一粘度传感器以及第一流量变送器的输出端与第一处理单元的输入端连接。

进一步，所述第二检测单元包括第二压力变送器、第二温度变送器、第二粘度传感器以及第二流量变送器；所述第二压力变送器、第二温度变送器、第二粘度传感器以及第二流量变送器的输出端与第二处理单元的输入端连接。

进一步，所述第一处理单元包括第一I/V转换电路、第一A/D转换电路、第一处理电路以及第一GPS授时模块，所述第一I/V转换电路的输入端与第一检测单元的输出端连接，第一I/V转换电路的输出端与第一A/D转换电路的输入端连接，所述第一A/D转换电路的输出端与第一处理电路的输入端连接，所述第一GPS授时模块通过第一接口电路与第一处理电路通信连接。

进一步，所述第二处理单元包括第二I/V转换电路、第二A/D转换电路、第二处理电路以及第二GPS授时模块，所述第二I/V转换电路的输入端与第二检测单元的输出端连接，第二I/V转换电路的输出端与第二A/D转换电路的输入端连接，所述第二A/D转换电路的输出端与第二处理电路的输入端连接，所述第二GPS授时模块通过第二接口电路与第二处理电路通信连接；所述第二处理电路与第一处理电路通信连接。

进一步，所述第一接口电路和第二接口电路为相同电路，均采用MAX232电平转换电路。

进一步，所述第一处理电路和第二处理电路通过无线通信模块通信连接。

进一步，所述输出单元包括显示器、示波器以及报警器，所述显示器、示波器以及报警器均与第一处理电路通信连接。

进一步，所述第一处理单元还包括存储器，所述存储器与第一处理电路通信连接。

进一步，所述第一处理电路和第二处理电路均为STM32单片机。

本实用新型的有益效果：通过本发明，能够及时发现输油管存在泄漏并对输油管的泄漏点进行精确定位，从而利于对发生泄漏的管道进行及时抢修，进而有效减少输油管泄漏所带来的经济损失以及环境污染，而且效率高，方便使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为实用新型的结构图。

图2为第一接口和第二接口电路图。

图3为第一、第二I/V转换电路图。

图4为蜂鸣器和显示器电路图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型作出进一步的详细说明：

本实用新型提供的一种输油管道泄漏点检测定位系统，包括用于检测输油管进口处的压力、温度以及流量的第一检测单元、用于检测输油管出口处的压力、温度以及流量的第二检测单元、与所述第一检测单元的输出端连接的第一处理单元、与所述第二检测单元的输出端连接的第二处理单元以及输出单元，所述第一处理单元和第二处理单元通信连接，所述输出单元与第一处理单元连接，其中，第二检测单元所检测的数据通过第二处理单元传输到第一处理单元，所述第一处理单元通过输油管进口和出口的两组数据进行处理并判断当前输油管是否发生泄漏并且在发生泄漏状态下判断出泄漏点的位置，通过上述结构，能够及时发现输油管存在泄漏并对输油管的泄漏点进行精确定位，从而利于对发生泄漏的管道进行及时抢修，进而有效减少输油管泄漏所带来的经济损失以及环境污染，而且效率高，方便使用。

本实施例中，所述第一检测单元包括第一压力变送器、第一温度变送器、第一粘度传感器以及第一流量变送器；所述第一压力变送器、第一温度变送器、第一粘度传感器以及第一流量变送器的输出端与第一处理单元的输入端连接。

所述第二检测单元包括第二压力变送器、第二温度变送器、第二粘度传感器以及第二流量变送器；所述第二压力变送器、第二温度变送器、第二粘度传感器以及第二流量变送器的输出端与第二处理单元的输入端连接，其中，第一检测单元和第二检测单元为相同的结构，第一压力变送器和第二压力变送器均采用现有的两线制电流输出压力传感器，两个温度变送器均采用TP100变送器，流量变送器采用DN40流量计，粘度传感器采用Eur-Control公司的VISC21粘度传感器，由于燃油的流量受到温度以及粘度的影响较大，因此，通过温度变送器所采集的温度信息以及粘度信息对燃油的流量参数进行修正，从而提高监测精度。

本实施例中，所述第一处理单元包括第一I/V转换电路、第一A/D转换电路、第一处理电路以及第一GPS授时模块，所述第一I/V转换电路的输入端与第一检测单元的输出端连接，第一I/V转换电路的输出端与第一A/D转换电路的输入端连接，所述第一A/D转换电路的输出端与第一处理电路的输入端连接，所述第一GPS授时模块通过第一接口电路与第一处理电路通信连接。

所述第二处理单元包括第二I/V转换电路、第二A/D转换电路、第二处理电路以及第二GPS授时模块，所述第二I/V转换电路的输入端与第二检测单元的输出端连接，第二I/V转换电路的输出端与第二A/D转换电路的输入端连接，所述第二A/D转换电路的输出端与第二处理电路的输入端连接，所述第二GPS授时模块通过第二接口电路与第二处理电路通信连接；所述第二处理电路与第一处理电路通信连接，第一处理单元和第二处理单元为相同的结构，其中，第一处理电路和第二处理电路均采用STM32PB11单片机，所述第一接口电路和第二接口电路为相同电路，均采用图2所示的MAX232电平转换电路；第一I/V转换电路和第二I/V转换电路采用相同电路，如图3所示，A/D转换电路用于将模拟信号转换为数字信号，利于处理电路进行处理，其中，第一、第二A/D转换电路采用现有的电路，比如ADC0809转换电路；第一GPS授时模块和第二GPS授时模块为整个系统的工作提供准确的时间信息，从而确保检测的准确性，第一GPS授时模块和第二GPS授时模块均采用UBLOX-6M GPS模块。

本实施例中，所述第一处理电路和第二处理电路通过无线通信模块通信连接，其中，无线通信模块可以采用zigbee模块、GPRS模块、3G模块或者4G模块，本实施例中优先采用TC35i GPRS模块，通过这种结构，利于第一处理电路和第二处理电路之间进行稳定的数据交互，无需安装传输线路，节约成本。

本实施例中，所述输出单元包括显示器、示波器以及报警器，所述显示器、示波器以及报警器均与第一处理电路通信连接，通过这种结构，当存在泄漏的状态，可以通过报警器进行报警，显示器对位置进行准确显示，示波器对当前发生泄漏是所监测的参数进行显示，利于进行后续分析，其中，报警器采用蜂鸣器BUZ1，显示器采用LCD显示器或者LED显示器，其具体电路如图4所示。

本实施例中，所述第一处理单元还包括存储器，所述存储器与第一处理电路通信连接，其中，存储器用于对处理电路在判断发生泄漏以及泄漏点的位置所使用的参数进行存储，方便后续使用，如果需要对存储器中的数据进行调整，可以通过上位机向第一处理电路发送，或者直接采用与第一处理电路连接的输入设备，比如键盘进行数据的更改。

当然，为了及时发送出输油管道泄漏点信息，本系统还包括上位监控主机、与所述上位监控主机连接声光告警器以及告警显示器，所述上位监控主机通过TC35i GPRS模块与第一处理电路通信连接。

以下对本实用新型的原理作出进一步解释：

当流体输送管道因机械、人为、材料失效等原因发生泄漏时，其泄漏部分立即有物质损失，由此引起故障场所的流体密度减小，压力下降。由于连续性，管道中的流体不会立即改变流速，流体在泄漏点和相邻的两边区域之间的压力差导致流体从上下游区域向泄露去填充，从而又引起与泄露区相邻的区域密度和压力的降低。这种现象依次向泄露区上下游扩散，这在水力学上称为负压波。

当管道在距上游端X处发生泄漏时，该点的压力降低产生压力波动，这个压力降Δp向管道两端传播，Δp向输入口端的传播速度为ν-u0，向输出口端的传播速度为ν+u0，且：Δp＝γν(u₀-u)/2g；其中：

Δp——由于介质流速瞬时变化引起的压力差；

γ——介质的重度；

g——重力加速度；

ν——负压波在该管道中的传播速度；

u₀——正常输送时介质的流速；

u——瞬变之后的介质流速；其中，K为液体的体积弹性系数，E为管材的弹性模量，D为管道直径，ρ为液体的密度，e为管壁厚度。

管道发生泄漏后，泄漏点产生的负压波会以波动的形式向管道的输入口和输出口传播，利用安装在管道输入口和输出口的压力变送器可以检测到该负压波信号，从而判断管道是否发生泄漏；利用该负压波到达上下游的时间差，可以定位该泄露点得具体位置，则泄漏点的位置则通过如下公式可以确定：

其中X为泄漏点到管道的输入口的距离，L为输入口和输出口(也就是说第一压力变送器和第二压力变送器之间)的距离，t₁-t₂＝Δt；t1为泄漏点的负压波到达输入口的时间，t2为负压波达到输出口的时间；因此，通过本实用新型的结构，通过两个流量计判断流量差值以及负压波共同判断当前是否发生泄漏，并且通过负压波则可以对泄漏点进行精确地定位。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种输油管道泄漏点检测定位系统，其特征在于：包括用于检测输油管进口处的压力、温度以及流量的第一检测单元、用于检测输油管出口处的压力、温度以及流量的第二检测单元、与所述第一检测单元的输出端连接的第一处理单元、与所述第二检测单元的输出端连接的第二处理单元以及输出单元，所述第一处理单元和第二处理单元通信连接，所述输出单元与第一处理单元连接。

2.根据权利要求1所述输油管道泄漏点检测定位系统，其特征在于：所述第一检测单元包括第一压力变送器、第一温度变送器、第一粘度传感器以及第一流量变送器；所述第一压力变送器、第一温度变送器、第一粘度传感器以及第一流量变送器的输出端与第一处理单元的输入端连接。

3.根据权利要求1所述输油管道泄漏点检测定位系统，其特征在于：所述第二检测单元包括第二压力变送器、第二温度变送器、第二粘度传感器以及第二流量变送器；所述第二压力变送器、第二温度变送器、第二粘度传感器以及第二流量变送器的输出端与第二处理单元的输入端连接。

4.根据权利要求1所述输油管道泄漏点检测定位系统，其特征在于：所述第一处理单元包括第一I/V转换电路、第一A/D转换电路、第一处理电路以及第一GPS授时模块，所述第一I/V转换电路的输入端与第一检测单元的输出端连接，第一I/V转换电路的输出端与第一A/D转换电路的输入端连接，所述第一A/D转换电路的输出端与第一处理电路的输入端连接，所述第一GPS授时模块通过第一接口电路与第一处理电路通信连接。

5.根据权利要求4所述输油管道泄漏点检测定位系统，其特征在于：所述第二处理单元包括第二I/V转换电路、第二A/D转换电路、第二处理电路以及第二GPS授时模块，所述第二I/V转换电路的输入端与第二检测单元的输出端连接，第二I/V转换电路的输出端与第二A/D转换电路的输入端连接，所述第二A/D转换电路的输出端与第二处理电路的输入端连接，所述第二GPS授时模块通过第二接口电路与第二处理电路通信连接；所述第二处理电路与第一处理电路通信连接。

6.根据权利要求5所述输油管道泄漏点检测定位系统，其特征在于：所述第一接口电路和第二接口电路为相同电路，均采用MAX232电平转换电路。

7.根据权利要求5所述输油管道泄漏点检测定位系统，其特征在于：所述第一处理电路和第二处理电路通过无线通信模块通信连接。

8.根据权利要求4所述输油管道泄漏点检测定位系统，其特征在于：所述输出单元包括显示器、示波器以及报警器，所述显示器、示波器以及报警器均与第一处理电路通信连接。

9.根据权利要求4所述输油管道泄漏点检测定位系统，其特征在于：所述第一处理单元还包括存储器，所述存储器与第一处理电路通信连接。

10.根据权利要求5所述输油管道泄漏点检测定位系统，其特征在于：所述第一处理电路和第二处理电路均为STM32单片机。