一种流体管道泄漏源定位系统及方法技术方案

技术编号:17906947 阅读:53 留言:0更新日期:2018-05-10 15:16
本发明专利技术公开一种流体管道泄漏源定位系统及方法,涉及管道检测技术领域,解决了现有技术中使用固定声波传播速度,计算得到的流体管道中泄漏源位置不准确的问题。该流体管道泄漏源定位系统包括主站单元和n个子站单元,各子站单元分别与流体管道流通,且n个子站单元沿流体管道方向依次分布,其中,主站单元包括依次连接的选择模块、处理模块和控制模块,选择模块分别与各子站单元交互连接;n≥2。该流体管道泄漏源定位方法包括上述技术方案所提的流体管道泄漏源定位系统。本发明专利技术提供的流体管道泄漏源定位系统用于管道泄漏源的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种流体管道泄漏源定位系统及方法
本专利技术涉及管道检测
,尤其涉及一种流体管道泄漏源定位系统及方法。
技术介绍
近年来,因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,减少类似安全事故的发生。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,这些方法只能检测管道内的流体是否泄漏,并不能定位流体的泄漏位置。随着技术的发展,次声波法被用在管道泄漏源的定位中,通过检测流体泄漏时产生的次声波信号到达检测器的时间,乘以次声波的传播速度,既可定位流体泄漏位置。但是,由于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,波动范围较大,如果用特定的速度去定位泄漏点误差极大,定位距离不准确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种流体管道泄漏源定位系统及方法,解决了现有技术中使用固定声波传播速度,计算得到的流体管道中泄漏源位置不准确的问题。为了实现上述目的,本专利技术的一方面提供一种流体管道泄漏源定位系统,包括主站单元和n个子站单元,各所述子站单元分别与所述流体管道流通,且n个所述子站单元沿所述流体管道方向依次分布;其中,所述主站单元包括依次连接的选择模块、处理模块和控制模块,所述选择模块分别与各所述子站单元交互连接,n≥2,所述子站单元用于感测流体泄漏信号,并根据释放控制信号释放次声波;所述选择模块用于确定第一个接收到所述流体泄漏信号的第n-1子站单元,以及确定第二个接收到所述流体泄漏信号的第n子站单元;所述控制模块用于在所述第n-1子站单元感测到所述流体泄漏信号时,向所述第n-1子站单元发送所述释放控制信号;所述处理模块用于根据所述第n-1子站单元释放所述次声波的时刻t1、所述第n子站单元感测到所述次声波的时刻t2、所述第n子站单元与所述第n-1子站单元感测到所述流体泄漏信号的时间差值t3、所述第n-1子站单元至所述第n子站单元的间距d,计算得到所述泄漏源的位置。优选的,所述子站单元包括感测模块、次声波模块、开关模块以及数字化仪,所述感测模块和所述次声波模块分别与所述开关模块连通,所述开关模块与所述流体管道连通,所述感测模块的信号端、所述次声波模块的信号端以及所述开关模块分别与所述数字化仪连接,所述数字化仪与所述选择模块交互连接;所述感测模块用于感测流体泄漏信号,所述次声波模块用于根据所述释放控制信号释放次声波;所述开关模块用于根据开关控制信号控制所述感测模块和/或所述次声波模块与所述流体管道的导通状态;所述数字化仪用于控制输出所述释放控制信号和/或所述开关控制信号以及控制所述开关模块的开关状态。进一步的,所述子站单元还包括分别设在数字化仪上的信号收发模块和电源模块,所述信号收发模块用于建立所述数字化仪与所述选择模块之间的通信连接。优选的,所述子站单元还包括定位模块,所述定位模块设在所述感测模块或所述次声波模块上,所述定位模块与所述数字化仪连接;所述定位模块用于接收授时信号及定位坐标。较佳的,所述次声波模块包括次声波发生装置、上部电磁阀、下部电磁阀、容器、压力传感器以及防护板,所述声波发生装置通过所述上部电磁阀与所述容器的顶部连通,所述容器的底部通过所述下部电磁阀与所述流体管道连通,所述压力传感器设在所述容器上,所述次声波发生装置、所述上部电磁阀、所述下部电磁阀和所述压力传感器通过集成端口分别与所述数字化仪连接;所述数字化仪还用于分别控制所述声波发生装置、所述上部电磁阀和所述下部电磁阀的开启状态,以及还用于接收压力传感器的检测气压信号;所述检测气压信号包括气压值信号和气压值报警信号。较佳的,所述次声波模块包括次声波发生装置和电磁阀,所述次声波发生装置通过所述电磁阀与所述流体管道连通。与现有技术相比,本专利技术提供的流体管道泄漏源定位系统具有以下有益效果:本专利技术提供的流体管道泄漏源定位系统中,由主站单元和n个子站单元组成,主站单元分别与n个子站单元交互连接,且各子站单元沿流体管道方向依次分布,其中,主站单元包括依次连接的选择模块、处理模块和控制模块,选择模块分别与各子站单元交互连接;本专利技术采取在流体管道各节点处布置子站单元的方式,实时监测流体管道的各节点处的流体泄漏情况,进而通过对应节点的子站单元准确定位泄漏源的位置。具体的,选择模块实时接收各子站单元感测的流体泄漏信号反馈,通过泄漏源发生在相邻节点之间的假设,且相同环境下次声波传播速度相同的原则,利用选择模块找到最先感测到流体泄漏信号的两个子站单元,对应为第n-1子站单元和第n子站单元,即可确定该泄漏源的大致位置处于第n-1子站单元和第n子站单元之间,然后利用控制模块在第n-1子站单元感测到流体泄漏信号时,向第n-1子站单元发送释放控制信号以使其释放次声波,最后通过处理模块记录第n-1子站单元释放次声波的时刻t1、第n子站单元感测到次声波的时刻t2、以及第n-1子站单元至第n子站单元的间距d,计算得到当前环境次声波传播速度,然后再根据第n子站单元与第n-1子站单元感测到流体泄漏信号的时间差值t3,计算得到泄漏源的位置。又由于次声波具有不易衰减、抗干扰能力强等特点,因此本专利技术中的子站单元采用次声波作为探测声源,具有探测泄漏源精度高、范围广等特点,另外,本专利技术中次声波的传播速度是根据当前流体管道实测得到的,因此采用本专利技术提供的流体管道泄漏源定位系统可准确定位泄漏源的位置。本专利技术的另一方面提供一种流体管道泄漏源定位方法,应用于上述技术方案所述的流体管道泄漏源定位系统中,所述方法包括:感测流体泄漏信号,并根据释放控制信号释放次声波;确定第一个接收到所述流体泄漏信号的第n-1子站单元,以及确定第二个接收到所述流体泄漏信号的第n子站单元;在所述第n-1子站单元感测到所述流体泄漏信号时,向所述第n-1子站单元发送所述释放控制信号;根据所述第n-1子站单元释放所述次声波的时刻t1、所述第n子站单元感测到所述次声波的时刻t2、所述第n子站单元与所述第n-1子站单元感测到所述流体泄漏信号的时间差值t3、所述第n-1子站单元至所述第n子站单元的间距d,计算得到所述泄漏源的位置。优选的,所述计算得到泄漏源的位置的方法包括:根据第n-1子站单元至第n子站单元的间距d,以及第n-1子站单元释放次声波的时刻t1与第n子站单元感测到次声波的时刻t2之间的时间差值,计算得到次声波传播速度v;根据所述次声波传播速度v、第n-1子站单元至第n子站单元的间距d、以及第n子站单元与第n-1子站单元感测到流体泄漏信号的时间差值t3,计算得到所述泄漏源的位置。与现有技术相比,本专利技术提供的流体管道泄漏源定位方法的有益效果与上述技术方案提供的流体管道泄漏源定位系统的有益效果相同,在此不做赘述。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解,构成本专利技术的一部分,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1为本专利技术实施例一中流体管道泄漏源定位系统的结构示意图;图2为本专利技术实施例一中流体管道泄漏源定位系统的结构框图;图本文档来自技高网...
一种流体管道泄漏源定位系统及方法

【技术保护点】
一种流体管道泄漏源定位系统,其特征在于,包括主站单元和n个子站单元,各所述子站单元分别与所述流体管道流通,且n个所述子站单元沿所述流体管道方向依次分布,其中,所述主站单元包括依次连接的选择模块、处理模块和控制模块,所述选择模块分别与各所述子站单元交互连接;n≥2,所述子站单元用于感测流体泄漏信号,并根据释放控制信号释放次声波;所述选择模块用于确定第一个接收到所述流体泄漏信号的第n‑1子站单元,以及确定第二个接收到所述流体泄漏信号的第n子站单元;所述控制模块用于在所述第n‑1子站单元感测到所述流体泄漏信号时,向所述第n‑1子站单元发送所述释放控制信号;所述处理模块用于根据所述第n‑1子站单元释放所述次声波的时刻t1、所述第n子站单元感测到所述次声波的时刻t2、所述第n子站单元与所述第n‑1子站单元感测到所述流体泄漏信号的时间差值t3、所述第n‑1子站单元至所述第n子站单元的间距d,计算得到所述泄漏源的位置。

【技术特征摘要】
2016.11.21 CN 20161102046441.一种流体管道泄漏源定位系统,其特征在于,包括主站单元和n个子站单元,各所述子站单元分别与所述流体管道流通,且n个所述子站单元沿所述流体管道方向依次分布,其中,所述主站单元包括依次连接的选择模块、处理模块和控制模块,所述选择模块分别与各所述子站单元交互连接;n≥2,所述子站单元用于感测流体泄漏信号,并根据释放控制信号释放次声波;所述选择模块用于确定第一个接收到所述流体泄漏信号的第n-1子站单元,以及确定第二个接收到所述流体泄漏信号的第n子站单元;所述控制模块用于在所述第n-1子站单元感测到所述流体泄漏信号时,向所述第n-1子站单元发送所述释放控制信号;所述处理模块用于根据所述第n-1子站单元释放所述次声波的时刻t1、所述第n子站单元感测到所述次声波的时刻t2、所述第n子站单元与所述第n-1子站单元感测到所述流体泄漏信号的时间差值t3、所述第n-1子站单元至所述第n子站单元的间距d,计算得到所述泄漏源的位置。2.根据权利要求1所述的一种流体管道泄漏源定位系统,其特征在于,所述子站单元包括感测模块、次声波模块、开关模块以及数字化仪,所述感测模块和所述次声波模块分别与所述开关模块连通,所述开关模块与所述流体管道连通,所述感测模块的信号端、所述次声波模块的信号端以及所述开关模块分别与所述数字化仪连接,所述数字化仪与所述选择模块交互连接;所述感测模块用于感测流体泄漏信号,所述次声波模块用于根据所述释放控制信号释放次声波;所述开关模块用于根据开关控制信号控制所述感测模块和/或所述次声波模块与所述流体管道的导通状态;所述数字化仪用于控制输出所述释放控制信号和/或所述开关控制信号以及控制所述开关模块的开关状态。3.根据权利要求2所述的一种流体管道泄漏源定位系统,其特征在于,所述子站单元还包括分别设在数字化仪上的信号收发模块和电源模块,所述信号收发模块用于建立所述数字化仪与所述选择模块之间的通信连接。4.根据权利要求2所述的一种流体管道泄漏源定位系统,其特征在于,所述子站单元还包括定位模块,所述定位模块设在所述感测模...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨凯
申请(专利权)人:吉林省百瑞生科技发展有限公司
类型:发明
国别省市:吉林,22

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