管道不完全堵塞位置检测系统和检测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种管道不完全堵塞位置检测系统，包括压力波脉冲发射装置、压力传感器以及与该压力传感器相连的传感器数据采集系统；所述压力波脉冲发射装置产生压力波脉冲信号，以使该压力波脉冲信号在该管道中通过管道内的介质传输；所述压力传感器感测该管道中通过该管道内的介质传输后的压力波脉冲信号，并输出至传感器数据采集系统。本发明专利技术还提供一种管道不完全堵塞位置检测方法，利用小波变换分析所述传感器数据采集系统采集到的数据，并计算出管道不完全堵塞位置。管道不完全堵塞位置检测系统和检测方法，在管道发生不完全堵塞初期时能够有效检测出堵塞物的堵塞位置，及时采取措施，确保管道的安全运行。

Position detection system and detection method for pipeline incomplete blockage

The invention provides a pipeline not completely blocked position detection system, including pulse pressure wave transmitting device, pressure sensor and the pressure sensor is connected with the sensor data acquisition system; the pressure wave transmitting device generates pulse pressure pulse signal to the pulse pressure wave signal in the pipeline through the medium transmission pipeline the pressure sensor; the pulse signal transmitted through a medium in the pipeline after the pressure wave in the pipeline, and output to the sensor data acquisition system. The invention also provides a method for detecting the incomplete blockage position of the pipeline. The data collected by the sensor data acquisition system are analyzed by the wavelet transformation, and the incomplete blockage position of the pipeline is calculated. The detection system and detection method of incomplete blockage of pipeline can effectively detect the blockage location of blockage when the pipeline is not fully clogged, and take timely measures to ensure the safe operation of the pipeline.

【技术实现步骤摘要】
管道不完全堵塞位置检测系统和检测方法
本专利技术涉及管道堵塞检测领域，具体为一种管道不完全堵塞位置检测系统和检测方法。
技术介绍
随着我国经济建设的高速发展，对天然气的需求越来越大，为了满足各地对天然气的需求，现在已建成多条全国性供气管道网络，管道运输是天然气输送的主要方式。但随着长时间输气管道的投产运行，由于管道腐蚀老化或人为破坏等因素，不可避免会造成管道事故。特别是在天然气长输管道，由于长期处于野外又缺乏日常检查及维护，很容易发生管道堵塞事故。另外，由于管道变形导致清管器运行时被卡住造成堵塞，在实际作业过程中经常发生。天然气长输管道发生堵塞将会导致整个运行系统的效率降低，并增加潜在的事故风险。如果能在管道发生堵塞的初期及时发现，提前采取清管措施，就可以避免引起严重的管道堵塞事故。为了解决管道出现的堵塞问题，目前国内外探索出了一些有效的方法，大概分为：管道应变法、注油试压法、γ射线法、仪器探测法、瞬变分析法。管道应变法需要沿管道铺设光纤，对于已建成没有铺设光纤的管道不适用，对新建管道铺设光纤，前期投入和后期维护的费用都比较高，难以推广应用；注油试压法适用于管道发生完全堵塞的情况，不能解决不完全堵塞的情况；γ射线法检测仪器昂贵，且只适用于局部管段的精确探堵；利用瞬变分析法对管道进行探堵具有不确定性，但瞬变分析法的优势也很明显，如：可实现远程检测、使用设备少、检测效率高等。现在运用瞬变分析法对管道堵塞进行检测的研究还主要集中液体管道，对气体管道，特别是天然气长输管道的研究还比较少。而且现有技术中对管道完全堵塞的检测系统和检测方法较多，对管道不完全堵塞检测系统和检测方法较少。因此，亟需一种实用、可靠的对天然气长输管道发生不完全堵塞位置进行检测的系统和方法以确保天然气长输管道的安全运行。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种管道不完全堵塞位置检测系统，管道不完全堵塞时能够有效检测出堵塞物的堵塞位置，在管道发生堵塞初期及时发现，确保管道的安全运行。本专利技术的另一目的在于提供了一种管道不完堵塞位置检测方法，管道不完全堵塞时能够有效检测出堵塞物的堵塞位置，在管道发生堵塞初期及时发现，确保管道的安全运行。本专利技术的技术方案如下：一种管道不完全堵塞位置检测系统，其关键在于：包括压力波脉冲发射装置、压力传感器以及与该压力传感器相连的传感器数据采集系统；所述压力波脉冲发射装置和压力传感器沿管道长度方向依次设置在该管道的一端，并沿管道的长度方向相邻设置；所述压力波脉冲发射装置产生压力波脉冲信号，以使该压力波脉冲信号在该管道中通过管道内的介质传输；所述压力传感器感测该管道中通过该管道内的介质传输后的压力波脉冲信号，获取感测传输后压力波脉冲信号并输出至传感器数据采集系统；所述传感器数据采集系统采集所述压力传感器获取感测的压力波脉冲信号的数据。进一步的，所述堵塞物位置是压力传感器与该堵塞物之间的距离。进一步的，所述传感器数据采集系统是基于力控监控组态软件ForceControlV6.1平台的数据采集系统。一种管道不完全堵塞位置检测方法，其关键在于，包括如下步骤：步骤一、产生原始压力波脉冲信号，并使该信号在该管道中通过管道内的介质传输，该压力波脉冲信号始发向远离该压力波脉冲发射装置的方向传输，在管道不完全堵塞位置处形成压力扰动；步骤二、所述压力传感器感测该管道中通过该管道内的介质传输后的压力波脉冲信号，感测获取传输后的压力波脉冲信号并输出至传感器数据采集系统，通过基于力控监控组态软件ForceControlV6.1平台的数据采集系统采集不同时刻压力传感器获取的压力波脉冲信号数据；步骤三、利用小波变换分析法分析步骤二中采集到的传输后的压力波脉冲信号的数据，分析并计算出堵塞物的位置。进一步的，所述堵塞物的位置是压力传感器与该堵塞物之间的距离。进一步的，步骤三中利用小波变换分析法分析步骤二中采集到的传输后压力波脉冲信号的数据，分析并计算出堵塞物的位置，具体过程如下：A)将采集到的压力波脉冲信号数据绘制成图；B)利用小波变换对采集到的压力波脉冲信号去噪；C)利用小波变换对去噪后的压力波脉冲信号检测奇异点；D)通过该奇异点提取出压力传感器处压力突变的时间，计算出堵塞物位置。与现有技术本专利技术的技术效果：本专利技术提供了管道不完堵塞位置检测系统和检测方法，管道不完全堵塞时能够有效检测出堵塞物的堵塞位置，在管道发生堵塞的初期及时发现，提前采取清管措施，避免引起严重的管道堵塞事故，确保天然气长输管道的安全运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术所述的管道不完堵塞位置检测系统结构示意图；图2为实施例中专利技术人设计的管道不完堵塞位置检测系统试验原理简图；图3为实施例中专利技术人设计的管道不完堵塞位置检测系统试验的具体装置结构示意图；图4为图3试验装置的控制框架图；图5为传感器数据采集系统采集图3中压力变送器感测到的压力波脉冲信号数据示意图；图6为图5中的压力波脉冲信号经过去噪后的压力波脉冲信号数据示意图；图7为图6中去噪后的压力波脉冲信号经过小波变换后的分解信号示意图。具体实施方式本专利技术的构思是：基于管道中气体流动的连续性方程和运动方程，应用流体力学的方法建立天然气管道瞬间流动模型，对管道的瞬态特性进行研究，得到天然气长输管道中压力扰动的传播规律。对天然气长输管道不完全堵塞进行研究，得到不完全堵塞位置。分析管道内瞬态压力波动与管道不完全堵塞位置的关系，得到探索管道发生不完全堵塞位置的标定方法。如图1所示的一种管道不完全堵塞位置检测系统，包括压力波脉冲发射装置100、压力传感器200以及与该压力传感器200相连的传感器数据采集系统300；所述压力波脉冲发射装置和压力传感器沿管道长度方向依次设置在该管道的一端，并沿管道的长度方向相邻设置；所述压力波脉冲发射装置100产生压力波脉冲信号，以使该压力波脉冲信号在该管道中通过管道内的介质传输；所述压力传感器200感测该管道中通过该管道内的介质传输后的压力波脉冲信号，获取感测传输后的压力波脉冲信号并输出至传感器数据采集系统300；所述传感器数据采集系统300采集所述压力传感器200获取感测压力波脉冲信号的数据。进一步的，所述堵塞物400的位置是压力传感器200与该堵塞物400之间的距离L1。进一步的，所述传感器数据采集系统是基于力控监控组态软件ForceControlV6.1平台的数据采集系统。一种管道不完全堵塞位置检测方法，其关键在于，包括如下步骤：步骤一、产生原始压力波脉冲信号，并使该信号在该管道中通过管道内的介质传输，该压力波脉冲信号始发向远离该压力波脉冲发射装置的方向传输，在管道不完全堵塞位置处形成压力扰动；步骤二、所述压力传感器感测该管道中通过该管道内的介质传输后的压力波脉冲信号，感测获取传输后的压力波脉冲信号并输出至传感器数据采集系统，通过基于力控监控组态软件ForceControlV6.1平台的数据采集系统采集不同时刻压力传感器获取的压力波脉冲信号数据；步骤三、利用小波变换分析法分析步骤二中采集到的传输后的压力波脉冲信号的数据，分析并计算出堵塞物的位置。进一步的，所述堵塞物的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道不完全堵塞位置检测系统，其特征在于：包括压力波脉冲发射装置、压力传感器以及与该压力传感器相连的传感器数据采集系统；所述压力波脉冲发射装置和压力传感器沿管道长度方向依次设置在该管道的一端，并沿管道的长度方向相邻设置；所述压力波脉冲发射装置产生压力波脉冲信号，以使该压力波脉冲信号在该管道中通过管道内的介质传输；所述压力传感器感测该管道中通过该管道内的介质传输后的压力波脉冲信号，获取感测压力波传输后的脉冲信号并输出至传感器数据采集系统；所述传感器数据采集系统采集所述压力传感器获取感测的压力波脉冲信号的数据。

【技术特征摘要】
1.一种管道不完全堵塞位置检测系统，其特征在于：包括压力波脉冲发射装置、压力传感器以及与该压力传感器相连的传感器数据采集系统；所述压力波脉冲发射装置和压力传感器沿管道长度方向依次设置在该管道的一端，并沿管道的长度方向相邻设置；所述压力波脉冲发射装置产生压力波脉冲信号，以使该压力波脉冲信号在该管道中通过管道内的介质传输；所述压力传感器感测该管道中通过该管道内的介质传输后的压力波脉冲信号，获取感测压力波传输后的脉冲信号并输出至传感器数据采集系统；所述传感器数据采集系统采集所述压力传感器获取感测的压力波脉冲信号的数据。2.根据权利要求1所述的管道不完全堵塞位置检测系统，其特征在于：所述堵塞物位置是压力传感器与该堵塞物之间的距离。3.根据权利要求1所述的管道不完全堵塞位置检测系统，其特征在于：所述传感器数据采集系统是基于力控监控组态软件ForceControlV6.1平台的数据采集系统。4.一种管道不完全堵塞位置检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、产生原始压力波脉冲信号，并使该信号在该管道中通过管道内的介质传输，该压力波脉冲信...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建良，秦正山，田园，吴柯欣，王碧金，罗明伟，王鸿达，邓鑫怡，段枷亦，李梦莹，谢晶，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50