一种基于混沌理论的输油管路泄漏监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于混沌理论的输油管路泄漏监测系统，包括油料泄漏检测模块、电源模块、输出模块、接头信号传输线附件和混沌检测电路模块，电源模块用于向混沌检测电路模块提供外部电源；油料泄漏检测模块用于检测油气是否发生泄漏，若油料发生泄漏，产生电信号影响混沌检测电路模块，从而使混沌检测电路模块的混沌吸引子发生变化；混沌检测电路模块用于检测电路参数是否发生变化，并将产生的混沌吸引子输出至输出模块；输出模块用于显示混沌检测电路模块的混沌吸引子变化情况；接头信号传输线附件连接电源模块、混沌检测电路模块、油料泄漏检测模块、输出模块。本发明专利技术能够快速有效对新材料输油管道、地下输油管道泄漏进行监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管路泄漏故障监测系统领域，具体涉及一种基于混沌理论的输油管路 泄漏监测系统。
技术介绍
管路系统在油气资源输送过程中起着举足轻重的作用，但是管路在长期的使用 中，会出现不同形式的故障，如管路裂纹、管道腐蚀、管系耦合振动、管内水锤以及阀门振动 等。为了确保工业生产的正常发展，油气管路泄漏故障的检测成为人们日益关注的问题。 针对管路泄漏问题，目前已经提出了一些解决办法，管路无损检测技术，如内窥镜 检测法、红外检测法、X射线分析法、磁粉检测、涡流检测、超声导波管路检测法，基于声发射 技术和基于振动的检测方法、小波变换检测方法等，被广泛地应用于管路系统的监测。然 而，随着新材料在管路中的大量应用以及管路安装形式的多样化，如管路弹性支撑安装、海 底海床铺设安装以及城市管路系统地下铺设埋藏等，使得传统的管路检测方法面临新的挑 战。一些在金属管路中性能很好的监测仪器在新材料和非金属管路中显得力不从心，甚至 无法检测出明显的裂纹故障。 采用传统的振动声学方法进行泄漏检测时，由于管内介质是流动的，流动介质对 声波传播具有衰减效果，但在单相流和多相流工况下，其定量研究复杂。同时，如流体的粘 性和温度是缓慢改变的，在具有慢变参数的系统中，声波传播和衰减规律还不十分清楚。在 实际应用中的问题，如管路中连续或者间歇性气泡群对声波传播的影响以及大幅值声波传 播的非线性特征还不十分清楚，以上这些问题均会对声波信号的传播造成影响，从而不能 有效识别泄漏孔的存在。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有管路泄漏监测存在的上述不足，提供一种 基于混沌理论的输油管路泄漏监测系统，能够快速有效检测新材料输油管道、地下输油管 道泄漏。 本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是： -种基于混沌理论的输油管路泄漏监测系统，包括油料泄漏检测模块、电源模块、 输出模块、接头信号传输线附件和混沌检测电路模块，所述电源模块用于向混沌检测电路 模块提供外部电源;所述油料泄漏检测模块用于检测油气是否发生泄漏，若油料发生泄漏， 油料泄漏检测模块产生电信号影响所述混沌检测电路模块，从而使混沌检测电路模块的混 沌吸引子发生变化;所述混沌检测电路模块用于检测电路参数是否发生变化，并将产生的 混沌吸引子输出至输出模块;所述输出模块用于显示混沌检测电路模块的混沌吸引子变化 情况;所述接头信号传输线附件用于电源模块、混沌检测电路模块、油料泄漏检测模块、输 出模块之间的连接。 按上述方案，所述油料泄漏检测模块由带有渗透孔的骨架板、锡箱纸、滤纸三部分 组成电容极板结构，电容极板设计成复合层结构，第一层为由相互平行位置的带有渗透孔 的弱磁性骨架板构成骨架结构，第二层为由锡箱纸固定在骨架结构上形成电极层，构成A、B 电容两极;滤纸夹入A、B电容两极中。 按上述方案，所述带有渗透孔的骨架板为具有弱磁性的骨架板。 按上述方案，所述锡箱纸为带渗透孔的锡箱纸。 按上述方案，所述滤纸为渗透性滤纸。 按上述方案，所述A、B电容两极带有凸耳结构。 按上述方案，所述混沌检测电路模块由检测传感器电路、敏感单元电路、参数调节 电路三部分组成： 所述参数调节电路包含第六运算放大器0P6、第七运算放大器0P7、第八运算放大 器0P8、第九运算放大器0P9和第二乘法器U3;第六运算放大器0P6的反相输入端通过电阻 R13与第二乘法器U3的引脚3连接、通过电阻R21与第六运算放大器0P6的输出端连接，运算 放大器0P6的同相输入端与运算放大器0P7的同相输入端连接并接地，第六运算放大器0P6 的输出端通过电阻R9与第七运算放大器0P7的反相输入端连接;第七运算放大器0P7的反相 输入端通过电阻R18与第二乘法器U3的引脚1连接，第七运算放大器0P7的输出端通过调节 电阻Rv与第七运算放大器0P7的反相输入端连接;第八运算放大器0P8的反相输入端通过电 阻R10与第二乘法器U3的引脚7连接，第八运算放大器0P8的同相输入端通过电阻R20接地， 第八运算放大器0P8的输出端通过电阻R11与第八运算放大器0P8的反相输入端连接、通过 电阻R12与第九运算放大器0P9的反相输入端连接;第九运算放大器0P9的同相输入端接地， 第九运算放大器0P9的输出端通过电容C3与第九运算放大器0P9的反相输入端连接、通过电 阻R19与第八运算放大器0P8的同相输入端连接;第二乘法器U3的引脚2、引脚4、引脚6接地； 所述检测传感器电路包含第一运算放大器0P1和第二运算放大器0P2,第一运算放 大器0P1的反相输入端通过电阻R2与第二乘法器U3的引脚3连接、并通过电阻R4与第一运算 放大器0P1的输出端连接，第一运算放大器0P1的同相输入端通过电阻R3与第一乘法器U2的 引脚1连接、并通过电阻R14与第二运算放大器0P2的同相输出端连接，第二运算放大器0P2 的同相输出端接地，第二运算放大器0P2的反相输入端通过电阻R1与运算放大器0P1的输出 端连接，第二运算放大器0P2的反相输入端还通过电容C1与第二运算放大器0P2的输出端连 接;油料泄漏检测模块采用电容检测传感器Cx，第二运算放大器0P2的输出端与电容检测传 感器Cx的一端连接，电容检测传感器Cx的另一端接地，同时第二运算放大器0P2的输出端通 过VF1端口连接至输出模块；所述敏感单元电路包含第三运算放大器0P3、第四运算放大器0P4、第五运算放大 器0P5和第一乘法器U2;第三运算放大器0P3的反相输入端通过电阻R16连接至乘法器U2的 引脚7,第三运算放大器0P3的同相输入端接地，第三运算放大器0P3的输出端通过电阻R7与 运算放大器0P3的反相输入端连接、通过电阻R5与第四运算放大器0P4的反相输入端连接； 第四运算放大器0P4的反相输入端通过电阻R15与第一乘法器U2的引脚1连接、通过电阻R17 与调节电阻Rv连接(所述参数调节电路与敏感单元电路通过电阻R15连接，所述检测传感器 电路与敏感单元电路通过电阻R17连接，参数调节电路通过滑动电阻元件Rv进行参数调 节），第四运算放大器0P4的同相输入端接地、并与第五运算放大器0P5的同相输入端连接， 第四运算放大器0P4的输出端通过电阻R8与第四运算放大器0P4的反相输入端连接、通过电 阻R6与第五运算放大器0P5的反相输入端连接;第五运算放大器0P5的反相输入端通过电容 C2与第五运算放大器0P5的输出端连接，同时第五运算放大器0P5的输出端通过VF2端口连 接至输出模块;第一乘法器U2的引脚2、引脚4、引脚6接地； 第一乘法器U2的引脚1与第二乘法器U3的引脚1连接，第一乘法器U2的引脚3通过 电阻R19与第八运算放大器0P8的同当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于混沌理论的输油管路泄漏监测系统，其特征在于：包括油料泄漏检测模块、电源模块、输出模块、接头信号传输线附件和混沌检测电路模块，所述电源模块用于向混沌检测电路模块提供外部电源；所述油料泄漏检测模块用于检测油气是否发生泄漏，若油料发生泄漏，油料泄漏检测模块产生电信号影响所述混沌检测电路模块，从而使混沌检测电路模块的混沌吸引子发生变化；所述混沌检测电路模块用于检测电路参数是否发生变化，并将产生的混沌吸引子输出至输出模块；所述输出模块用于显示混沌检测电路模块的混沌吸引子变化情况；所述接头信号传输线附件用于电源模块、混沌检测电路模块、油料泄漏检测模块、输出模块之间的连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树勇，杨庆超，位秀雷，杨理华，方远，张永祥，李志兴，李爽，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42