一种输气管道泄漏检测的次声传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种输气管道泄漏检测的次声传感器，包括：防爆壳体，安装于输气管道上；次声压电变换器，设置于所述防爆壳体内，用于根据所述输气管道泄漏时产生的脉冲次声波，生成脉冲电荷；次声PID调理电路，设置于所述防爆壳体内且与所述次声压电变换器相连，用于基于所述输气管道的管径和管压，将所述脉冲电荷转换为模拟信号。由于本发明专利技术实施提供的次声传感器例根据输气管道的管径和管压对脉冲电荷进行转换而获得了最终的检测结果，保证了能够广泛应用于不同管径和不同管压的输气管道上，同时降低了次声传感器的误报率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气采集
，尤其涉及一种输气管道泄漏检测的次声传感器。
技术介绍
天然气的管道泄漏检测主要包括流量统计方法和声波检测法等，流量统计等方法存在灵敏度低和抗干扰差误报率高等问题，所以目前一般采用声波检测法对输气管道的泄漏情况进行检测。但是，本申请专利技术人在实现本申请实施例中专利技术技术方案的过程中，发现采用现有技术中的声波检测法对输气管道的泄漏情况进行检测至少存在如下技术问题：由于现有技术中的管径偏差范围较大，管径数值一般在DN273mm～1219mm之间，管压偏差范围也较大，管压数值一般在0.2Mpa～20Mpa之间，而声波检测法因忽略不同输气管径和不同管压会出现抗干扰差的情况，从而会导致声波检测法获得的检测结果出现错误。因此，现有技术中存在声波检测法存在因忽略不同输气管径和不同管压而导致声波检测法获得的检测结果出现错误的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例通过提供一种输气管道泄漏检测的次声传感器，解决了现有技术中存在的声波检测法存在因忽略不同输气管径和不同管压而导致声波检测法获得的检测结果出现错误的技术问题。本专利技术实施例提供了一种输气管道泄漏检测的次声传感器，包括：防爆壳体，安装于输气管道上；次声压电变换器，设置于所述防爆壳体内，用于根据所述输气管道泄漏时产生的脉冲次声波，生成脉冲电荷；次声比例-积分-微分PID调理电路，设置于所述防爆壳体内且与所述次声压电变换器相连，用于基于所述输气管道的管径和管压，将所述脉冲电荷转换为模拟信号。可选地，所述次声压电变换器包括加速度敏感元件和压电转换元件，所述加速度敏感元件的质量块将所述脉冲次声波的次声压力传递给所述压电转换元件，所述压电转换元件根据所述次声压力生成与所述次声压力呈线性比例的所述脉冲电荷。可选地，所述脉冲电荷为高阻抗的电荷信号。可选地，所述次声PID调理电路具体包括：控制元件，用于接收所述管径数据和所述管压数据，并根据所述管径数据和所述管压数据，生成调节参数；电荷转换元件，与所述压电转换元件相连，用于将所述脉冲电荷转换为电压信号；PID滤波元件，与所述电荷转换元件和所述控制元件相连，用于根据所述调节参数，对所述电压信号进行滤波处理，获得滤波后的第一电压信号。可选地，所述电荷转换元件具体为具有负反馈的放大器。可选地，所述电压信号为低内阻的电压信号。可选地，所述次声PID调理电路还包括：电隔离电放大元件，与所述PID滤波单元相连，用于对所述第一电压信号进行电隔离和信号放大处理，获得4-20mA的模拟信号。可选地，所述次声传感器还包括信号电缆，所述信号电缆与所述次声PID调理电路相连，用于将所述模拟信号传递给数据采集器。本专利技术实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：由于本专利技术实施例采用了通过次声PID调理电路基于所述输气管道的管径和管压，将所述脉冲电荷转换为模拟信号的技术方案，根据输气管道的管径和管压对脉冲电荷进行转换而获得了最终的检测结果，所以避免了现有技术中存在的声波检测法存在因忽略不同输气管径和不同管压而导致声波检测法获得的检测结果出现错误的技术问题，保证了本专利技术实施例提供的次声传感器能够广泛应用于不同管径和不同管压的输气管道上，同时降低了次声传感器的误报率。附图说明图1为本专利技术实施例提供的输气管道泄漏检测的次声传感器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的输气管道泄漏检测的次声传感器的功能模块示意图。具体实施方式本专利技术实施例通过提供一种输气管道泄漏检测的次声传感器，解决了现有技术中存在的声波检测法存在因忽略不同输气管径和不同管压而导致声波检测法获得的检测结果出现错误的技术问题。请参考图1，图1为本专利技术实施例提供的输气管道泄漏检测的次声传感器的结构示意图，如图1所示，该次声传感器包括：防爆壳体101，安装于输气管道上；防爆壳体101可以按国家防爆标准要求用于次声传感器的隔爆；次声压电变换器102，设置于防爆壳体101内，用于根据输气管道泄漏时产生的脉冲次声波，生成脉冲电荷；次声PID(英文：proportion-integration-differentiation；中文：比例-积分-微分)调理电路103，设置于防爆壳体101内且与次声压电变换器102相连，用于基于输气管道的管径和管压，将脉冲电荷转换为模拟信号。可以看出，由于本专利技术实施例采用了通过次声PID调理电路基于输气管道的管径和管压，将脉冲电荷转换为模拟信号的技术方案，根据输气管道的管径和管压对脉冲电荷进行转换而获得了最终的检测结果，所以避免了现有技术中存在的声波检测法存在因忽略不同输气管径和不同管压而导致声波检测法获得的检测结果出现错误的技术问题，保证了本专利技术实施例提供的次声传感器能够广泛应用于不同管径和不同管压的输气管道上，同时降低了次声传感器的误报率。在具体实施过程中，本专利技术实施例提供的次声传感器可以安装在输气管道的站场和阀室上，专门用于各种输气管道的泄漏检测。请继续参考图2，图2为本专利技术实施例提供的输气管道泄漏检测的次声传感器的功能模块示意图，如图2所示，次声压电变换器102包括加速度敏感元件1021和压电转换元件1022，加速度敏感元件的质量块将脉冲次声波的次声压力传递给压电转换元件，压电转换元件根据次声压力生成与次声压力呈线性比例的脉冲电荷。在本实施例中，加速度敏感元件1021具有较好的低频特性，能够通过管道内天然气瞬态压力震荡变化感知泄漏信号，例如能够直接感受输气管道泄漏产生的瞬态极低频压力变化，通过质量块加在压电转换元件1022的力也随之变化，则力的变化与被测加速度成正比，压电转换元件1022通过晶体压电效应将物理量力的变化转换为大小成正比的电荷量。具体地，在本实施例中，脉冲电荷为高阻抗的电荷信号。在具体实施过程中，加速度敏感元件1021具体可以采用MEMS(英文：Micro-Electro-MechanicalSystem；中文：微机电系统)加速度传感器敏感元件等等，压电转换元件1022具体可以采用压电式传感器等等，在此不做限制。请继续参考图2，在本实施例中，次声PID调理电路103具体包括：控制元件1031，用于接收管径数据和管压数据，并根据管径数据和管压数据，生成调节参数；具体地，控制元件1031可以根据输气管道现场情况，从存储输气管道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输气管道泄漏检测的次声传感器，其特征在于，包括：防爆壳体，安装于输气管道上；次声压电变换器，设置于所述防爆壳体内，用于根据所述输气管道泄漏时产生的脉冲次声波，生成脉冲电荷；次声比例‑积分‑微分PID调理电路，设置于所述防爆壳体内且与所述次声压电变换器相连，用于基于所述输气管道的管径和管压，将所述脉冲电荷转换为模拟信号。

【技术特征摘要】
1.一种输气管道泄漏检测的次声传感器，其特征在于，包括：
防爆壳体，安装于输气管道上；
次声压电变换器，设置于所述防爆壳体内，用于根据所述输气管道泄漏时
产生的脉冲次声波，生成脉冲电荷；
次声比例-积分-微分PID调理电路，设置于所述防爆壳体内且与所述次声
压电变换器相连，用于基于所述输气管道的管径和管压，将所述脉冲电荷转换
为模拟信号。
2.如权利要求1所述的次声传感器，其特征在于，所述次声压电变换器
包括加速度敏感元件和压电转换元件，所述加速度敏感元件的质量块将所述脉
冲次声波的次声压力传递给所述压电转换元件，所述压电转换元件根据所述次
声压力生成与所述次声压力呈线性比例的所述脉冲电荷。
3.如权利要求2所述的次声传感器，其特征在于，所述脉冲电荷为高阻
抗的电荷信号。
4.如权利要求2所述的次声传感器，其特征在于，所述次声PID调理电
路具体包括：
控制元件，与所述PID滤波元件相连，用于接收所述管径数据和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵希华，赵敏，伍奕，肖连，杨永和，饶心，田野，幕进良，江玉友，李坤，冯伟，许光达，王晓航，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11