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    重庆时时彩三星工具: 基于主动声发射原理的输油管道泄漏检测装置及方法.pdf

    关 键 词:
    基于 主动 声发 原理 输油管道 泄漏 检测 装置 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN200810052372.3

    申请日:

    2008.03.05

    公开号:

    CN101240874A

    公开日:

    2008.08.13

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):F17D 5/06公开日:20080813|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: F17D5/06 主分类号: F17D5/06
    申请人: 天津大学
    发明人: 李一博; 曾周末; 靳世久; 周 琰; 陈世利
    地址: 300072天津市南开区卫津路92号
    优先权:
    专利代理机构: 天津才智专利商标代理有限公司 代理人: 庞学欣
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200810052372.3

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2012.07.11|||2008.10.08|||2008.08.13

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种基于主动声发射原理的输油管道泄漏检测装置及方法。其中检测装置包括电声换能器、信号发生器、声发射传感器、前置放大器和信号采集器。检测方法是采用主动声发射技术,并利用声发射传感器实时检测由安装在管道一端的电声换能器发出信号的声能变化,并以此来判断管道中是否存在盗油支管或正常泄漏部位,因此检测结果的准确性和灵敏度高,从而可以防止人为或正常的泄漏事故发生。

    权利要求书

    权利要求书
    1、  一种基于主动声发射原理的管道泄漏检测装置,其特征在于:所述的基于主动声发射原理的管道泄漏检测装置包括电声换能器(1)、信号发生器(2)、声发射传感器(3)、前置放大器(5)和信号采集器(6);其中电声换能器(1)安装在管道(10)的一端管壁上,其部分结构伸入到管道内部的流体中,并且通过信号传输电缆(4)与安装在管道(10)外部的信号发生器(2)相连;声发射传感器(3)安装在管道(10)的另一端管壁上,其敏感元件伸入到管道内部的流体中,并且通过信号传输电缆(4)依次与安装在管道(10)外部的前置放大器(5)和信号采集器(6)相接。

    2、  根据权利要求1所述的基于主动声发射原理的管道泄漏检测装置,其特征在于:所述的信号采集器(6)包括依次相连的信号调理???7)、A/D转换???8)和计算机(9)。

    3、  根据权利要求1所述的基于主动声发射原理的管道泄漏检测装置,其特征在于:所述的信号传输电缆(4)采用同轴电缆,因此具有良好的抗干扰性能。

    4、  一种利用权利要求1所述的基于主动声发射原理的管道泄漏检测装置的检测方法,其特征在于:所述的检测方法是首先利用信号发生器(2)发出大功率电信号,并通过信号传输电缆(4)传输给电声换能器(1);电声换能器(1)接收到上述电信号后将其转换成声信号,并以管道(10)内部的流体为载体向管道(10)沿线的两个方向传输;安装在管道(10)另一端的声发射传感器(3)接收到该振动信号后将其转换成电信号,并经由信号传输电缆(4)传输给前置放大器(5);前置放大器(5)将该信号放大后再经由信号传输电缆(4)传输给信号采集器(6)中的信号调理???7);信号调理???7)对信号进行滤波处理,并将滤波后的信号调整为能够被A/D转换???8)接受的范围,再由A/D转换???8)转换为数字信号,并且将该数字信号通过计算机接口传输至计算机(6)中;最后由计算机(6)根据接收到的声能信号能量大小来判断管道(10)中的流量是否发生变化。

    说明书

    说明书基于主动声发射原理的输油管道泄漏检测装置及方法
    技术领域
    本发明涉及一种基于主动声发射原理的输油管道泄漏检测装置及方法,属于管道监测技术领域。
    背景技术
    目前管道运输业已成为与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输业之一。但是,随着管线的增多,管道使用时间的增长,管道泄漏事故发生的概率也在增大。众所周知,如果管道内输送的流体具有危险性和污染性,比如石油、天然气,那么一旦发生泄漏事故将会造成巨大的生命及财产损失和环境污染。特别是在我国,油气管网已有相当一部分步入衰老期,并且近十余年来又遭到前所未有的人为破坏,因此由泄漏事故而造成的损失十分巨大,从而严重地影响了管道运输业的发展。
    另外,2000年前后我国的输油管道受到打孔盗油分子前所未有的破坏,因而引起了有关部门及科研院所的高度重视,目前已有数十家单位开展了管道泄漏检测技术的研究,部分受破坏严重的管道已经安装上泄漏检测装置。这些装置在我国打孔盗油活动猖獗的特定时期内对于打击盗油分子的嚣张气焰,避免管道泄漏事故进一步扩大起到了非常重要的作用。中国发明专利申请第96121000.1、99107241.3号及中国实用新型专利申请第02235420.4号中对该技术领域的内容已经做了较为详细的叙述。这些检测方法主要是基于管道内流体的压力、流量变化或负压波来判断是否存在泄漏事故。虽然这些方法对于管道内流体的压力、流量的大规模突发性变化比较敏感,从而可以有效地检测出人为或正常的泄漏事故。但是,由于有些管道在安装泄漏检测装置就有可能之前已经遭到了盗油分子的破坏,即盗油分子通常选择在隐蔽处从输油管道中接出一条支管到很远的地方进行盗油,这些支路大部分时间是???,因此不会使输油管道中的流量和压力产生较大的波动,这样即使在该管道上安装了常规的泄漏检测装置也无法检测到。此外,盗油分子在盗油过程中若采用缓慢放油的方法,或其支管相对输油管道很细,则常规的泄漏检测装置也无法检测到该类泄漏。
    发明内容
    为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种检测结果的准确性和灵敏度高的基于主动声发射原理的管道泄漏检测装置及方法。
    为了达到上述目的,本发明提供的基于主动声发射原理的管道泄漏检测装置包括电声换能器、信号发生器、声发射传感器、前置放大器和信号采集器;其中电声换能器安装在管道的一端管壁上,其部分结构伸入到管道内部的流体中,并且通过信号传输电缆与安装在管道外部的信号发生器相连;声发射传感器安装在管道的另一端管壁上,其敏感元件伸入到管道内部的流体中,并且通过信号传输电缆依次与安装在管道外部的前置放大器和信号采集器相接。
    所述的信号采集器包括依次相连的信号调理???、A/D转换??楹图扑慊?。
    所述的信号传输电缆采用同轴电缆,因此具有良好的抗干扰性能。
    本发明提供的基于主动声发射原理的管道泄漏检测方法是首先利用信号发生器发出大功率电信号,并通过信号传输电缆传输给电声换能器;电声换能器接收到上述电信号后将其转换成声信号,并以管道内部的流体为载体向管道沿线的两个方向传输;安装在管道另一端的声发射传感器接收到该振动信号后将其转换成电信号,并经由信号传输电缆传输给前置放大器;前置放大器将该信号放大后再经由信号传输电缆传输给信号采集器中的信号调理???;信号调理??槎孕藕沤新瞬ù?,并将滤波后的信号调整为能够被A/D转换??榻邮艿姆段?,再由A/D转换??樽晃中藕?,并且将该数字信号通过计算机接口传输至计算机中;最后由计算机根据接收到的声能信号能量大小来判断管道中的流量是否发生变化。
    本发明提供的基于主动声发射原理的输油管道泄漏检测装置及方法是采用主动声发射技术,并利用声发射传感器实时检测由安装在管道一端的电声换能器发出信号的声能变化,并以此来判断管道中是否存在盗油支管或正常泄漏部位,因此检测结果的准确性和灵敏度高,从而可以防止人为或正常的泄漏事故发生。
    附图说明
    图1为本发明提供的基于主动声发射原理的管道泄漏检测装置构成示意图。
    具体实施方式
    下面结合附图和具体实施例对本发明提供的基于主动声发射原理的管道泄漏检测装置及方法进行详细说明。
    如图1所示,本发明提供的基于主动声发射原理的管道泄漏检测装置包括电声换能器1、信号发生器2、声发射传感器3、前置放大器5和信号采集器6;其中电声换能器1安装在管道10的一端管壁上,其部分结构伸入到管道内部的流体中,并且通过信号传输电缆4与安装在管道10外部的信号发生器2相连;声发射传感器3安装在管道10的另一端管壁上,其敏感元件伸入到管道内部的流体中,并且通过信号传输电缆4依次与安装在管道10外部的前置放大器5和信号采集器6相接。
    所述的信号采集器6包括依次相连的信号调理???、A/D转换???和计算机9。
    所述的信号传输电缆4采用同轴电缆,因此具有良好的抗干扰性能。
    利用上述基于主动声发射原理的管道泄漏检测装置对管道进行检测的过程如下:首先利用信号发生器2发出大功率电信号,以满足激励电声换能器1所需的能量,另外,信号发生器2发出的电信号具有一定的频率,信号形式为正弦波,频率为低频信号,范围为1~100Hz均可,具体频率值可通过实验确定,并通过信号传输电缆4传输给电声换能器1;电声换能器1接收到上述电信号后将其转换成声信号,并以管道10内部的流体为载体向管道10沿线的两个方向传输,由于该信号的频率很低且可以传播较远的距离,因此能够被安装在管道10另一端的声发射传感器3接收到;声发射传感器3为一种压电换能装置,其接收到该振动信号后将其转换成电信号,并经由信号传输电缆4传输给前置放大器5;前置放大器5将从声发射传感器3感应到的微弱声信号进行放大,并初步滤除一些噪声信号,然后再经由信号传输电缆4传输给信号采集器6中的信号调理???;信号调理???对信号进行滤波处理,其滤波采用窄带通滤波器,滤波器中心点为发送信号的频率,并将滤波后的信号调整为能够被A/D转换???接受的范围,再由A/D转换???转换为数字信号,并且A/D转换???将该数字信号通过图中未示出的计算机接口传输至计算机6中;最后由计算机6根据接收到的声能信号能量大小来判断管道10中的流量是否发生变化。当位于电声换能器1和声发射传感器3之间管道10上无盗油支管11或正常泄漏部位存在时,由计算机6接收到的声能信号能量应在检测时间内没有变化;当位于电声换能器1和声发射传感器3之间管道10上存在盗油支管11或正常泄漏部位时,即使盗油支管11相对管道10很细,盗油分子只要开启盗油支管11上的阀门12,部分声能就会从该支路传出,因此在上述两种情况下由计算机6接收到的声能信号能量应在检测时间内由大变小,若再经过一段时间后能量又由小变大,这时就可以断定盗油分子将盗油支管11上的阀门12关小,反之则可以断定其将阀门12开大。另外,如果开启管道10中的正常支管也会对本检测装置产生影响,因此在检测过程中要停止对这些正常支管的操作,或通过人为判断的方法来去掉已知的对正常支管进行的操作所造成的报警。

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