基于声发射响应的管道漏点定位方法及系统技术方案

本申请实施例中提供了一种基于声发射响应的管道漏点定位方法及装置，定位装置包括：管道控制阀门，用于关闭或者减小待测管道的下游端口，使得待测管道内产生自下游端口向上游端口的应力波；第一声发射传感器，用于接收待测管道下游端口附近的应力波以及管道漏点产生的相反向应力波；第二声发射传感器，用于接收待测管道上游端口附近的应力波；数据处理单元，用于根据待测管道下游端口附近的应力波、管道漏点产生的相反向应力波以及待测管道上游端口附近的应力波计算得到管道漏点位置。本申请的基于声发射响应的管道漏点定位方法及装置操作简单，效率高且定位精度高，大大减少人工沿线排查的劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
基于声发射响应的管道漏点定位方法及系统
本申请属于管道检测
，具体地，涉及一种基于声发射响应的管道漏点定位方法及系统。
技术介绍
目前我国油、水、管道覆盖了全国大部分地区的天然气、原油和成品油主干网以及城市供热供水管网。而近年来管道泄漏事故时有发生，不仅影响正常的生产，还会造成环境污染及资源浪费，目前市场上有较多的管道泄漏在线监测系统，但这些系统大多不能对腐蚀发展型泄漏进行泄漏判定和定位，尤其是埋地管线，即使可以通过承压管道的压力、流量等运行参数判断其泄漏，但很难对泄漏点进行定位，因此，在管道发生泄漏后能够快速的对泄漏位置进行定位判定是一个亟待解决的问题。现有管道泄漏点定位的方法有相关仪检测法，红外检测法、人工检测法等。其中，应用最多的相关仪进行漏点检测的原理是，通过在待检管段两端安装音频接收器，通过泄漏介质与管道壁摩擦产生的漏水声音沿着管道向两端传播进行定位，由互相关函数极值点的延时值，来确定时间差，从而进行定位。目前的上述管道泄漏点定位的方法，普遍具有工作效率低，易受环境影响，定位精度差等问题。同时有些长达十几公里甚至几十公里的长输管线，以及埋深数米和跨越河流的管道很难采用上述漏点定位的方法进行漏点定位检测。声发射是一种常见的物理现象，材料中局域源快速释放能量产生瞬态弹性波的现象称为声发射(AcousticEmission,简称AE)，有时也称为应力波发射。由于材料内部结构发生变化而引起材料内应力突然重新分布；使机械能转变为声能；产生弹性波，应力波的频率一般在1KHz-1MHz之间。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于声发射响应的管道漏点定位方法及系统，旨在解决现有管道泄漏点定位的方法工作效率低，易受环境影响，定位精度差等问题。根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种基于声发射响应的管道漏点定位装置，具体包括：管道控制阀门，用于关闭或者减小待测管道的下游端口，使得待测管道内产生自下游端口向上游端口的应力波；所述应力波是由于阀门阻挡管道内流体后管道内流体所产生；第一声发射传感器，用于接收待测管道下游端口附近的应力波以及管道漏点产生的相反向应力波；第二声发射传感器，用于接收待测管道上游端口附近的应力波；数据处理单元，用于根据待测管道下游端口附近的应力波、管道漏点产生的相反向应力波以及待测管道上游端口附近的应力波计算得到管道漏点位置。可选地，数据处理单元根据所述待测管道下游端口附近的应力波、管道漏点产生的相反向应力波以及待测管道上游端口附近的应力波得到管道漏点位置，具体包括：根据所述待测管道下游端口附近的应力波识别起始声波特征并记录所述应力波起始时刻；根据所述待测管道上游端口附近的应力波识别到达声波特征并记录所述应力波接收时刻；根据所述待测管道下游端口附近的管道漏点产生的相反向应力波，识别泄漏点激励的声波特征并记录相反向应力波接收时刻；根据管道首末两端的长度、所述应力波起始时刻以及应力波接收时刻计算所述应力波在管道内传播的声速；根据所述应力波起始时刻以及所述管道漏点产生的相反向应力波接收时刻计算所述应力波从下游端口到达管道漏点的时长；根据所述应力波在管道内传播的声速以及所述应力波从下游端口到达管道漏点的时长计算得到所述管道漏点距离下游端口的距离。可选地，第一声发射传感器、第二声发射传感器分别安装在待测管道的上游端口和下游端口，两个声发射传感器之间的距离即待测管道的长度。可选地，声发射传感器通过G1/2接口球阀垂直安装于待测管道外侧壁。可选地，管道漏点定位装置还包括采集控制器，采集控制器用于接收声发射传感器信号，并远程传输至数据处理单元。可选地，采集控制器包括GPS授时模块，GPS授时模块用于保证被测管道两端采集的同步精度。可选地，采集控制器包括4G无线模块，4G无线模块用于将应力波数据传输至数据处理单元。可选地，声发射传感器与采集控制器采用CAN总线协议通信。根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种基于声发射响应的管道漏点定位方法，具体包括以下步骤：关闭或者减小待测管道的下游端口的下游端口管道控制阀门，待测管道内产生自下游端口向上游端口的应力波；所述应力波是由于阀门阻挡管道内流体后管道内流体所产生；接收待测管道下游端口附近的应力波以及管道漏点产生的相反向应力波；接收待测管道上游端口附近的应力波；根据待测管道下游端口附近的应力波、管道漏点产生的相反向应力波以及待测管道上游端口附近的应力波计算得到管道漏点位置。可选地，待测管道的上游端口设置有上游端口控制阀门；通过下游端口阀门和上游端口阀门控制待测管道内流体压力以及流体流量。可选地，根据待测管道下游端口附近的应力波、管道漏点产生的相反向应力波以及待测管道上游端口附近的应力波计算得到管道漏点位置，具体包括：根据待测管道下游端口附近的应力波识别起始声波特征并记录应力波起始时刻；根据待测管道上游端口附近的应力波识别到达声波特征并记录应力波接收时刻；根据待测管道下游端口附近的管道漏点产生的相反向应力波，识别泄漏点激励的声波特征并记录相反向应力波接收时刻；根据管道首末两端的长度、应力波起始时刻以及应力波接收时刻计算应力波在管道内传播的声速；根据应力波起始时刻以及管道漏点产生的相反向应力波接收时刻计算应力波从下游端口到达管道漏点的时长；根据应力波在管道内传播的声速以及应力波从下游端口到达管道漏点的时长计算得到管道漏点距离下游端口的距离。采用本申请实施例中的基于声发射响应的管道漏点定位方法及装置，首先，关闭或者减小待测管道的下游端口，待测管道内产生自下游端口向上游端口的应力波；其次，接收待测管道下游端口附近的应力波以及管道漏点产生的相反向应力波；接收待测管道上游端口附近的应力波；然后，根据待测管道下游端口附近的应力波、管道漏点产生的相反向应力波以及待测管道上游端口附近的应力波得到管道漏点位置。本申请的基于声发射响应的管道漏点定位方法及装置操作简单，效率高且定位精度高，大大减少人工沿线排查的劳动强度，减少了由于泄漏导致停产造成的经济损失及环境污染，解决了现有管道泄漏点定位的方法工作效率低，易受环境影响，定位精度差等问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图4中示出了根据本申请实施例的基于声发射响应的管道漏点定位装置的结构示意图；图5中示出了根据本申请另一实施例的基于声发射响应的管道漏点定位装置的结构示意图；图3中示出了根据本申请实施例的管道漏点定位方法中声发射各接收时刻记录的时间示意图；图1中示出了根据本申请实施例的基于声发射响应的管道漏点定位方法的步骤示意图；图2中示出了根据本申请实施例的的数据处理单元进行数据处理的步骤示意图；其中，1-采集控制器，2-远程中心服务器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声发射响应的管道漏点定位装置，其特征在于，具体包括：/n管道控制阀门，用于关闭或者减小待测管道的下游端口，使得待测管道内产生自所述下游端口向上游端口的应力波；所述应力波是由于阀门阻挡管道内流体后管道内流体所产生；/n第一声发射传感器，用于接收所述待测管道下游端口附近的应力波以及管道漏点产生的相反向应力波；/n第二声发射传感器，用于接收所述待测管道上游端口附近的应力波；/n数据处理单元，用于根据所述待测管道下游端口附近的应力波、管道漏点产生的相反向应力波以及待测管道上游端口附近的应力波计算得到管道漏点位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于声发射响应的管道漏点定位装置，其特征在于，具体包括：
管道控制阀门，用于关闭或者减小待测管道的下游端口，使得待测管道内产生自所述下游端口向上游端口的应力波；所述应力波是由于阀门阻挡管道内流体后管道内流体所产生；
第一声发射传感器，用于接收所述待测管道下游端口附近的应力波以及管道漏点产生的相反向应力波；
第二声发射传感器，用于接收所述待测管道上游端口附近的应力波；
数据处理单元，用于根据所述待测管道下游端口附近的应力波、管道漏点产生的相反向应力波以及待测管道上游端口附近的应力波计算得到管道漏点位置。


2.根据权利要求1所述的管道漏点定位装置，其特征在于，所述数据处理单元根据所述待测管道下游端口附近的应力波、管道漏点产生的相反向应力波以及待测管道上游端口附近的应力波计算得到管道漏点位置，具体包括：
根据所述待测管道下游端口附近的应力波识别起始声波特征并记录所述应力波起始时刻；根据所述待测管道上游端口附近的应力波识别到达声波特征并记录所述应力波接收时刻；根据所述待测管道下游端口附近的管道漏点产生的相反向应力波，识别泄漏点激励的声波特征并记录相反向应力波接收时刻；
根据管道首末两端的长度、所述应力波起始时刻以及应力波接收时刻计算所述应力波在管道内传播的声速；
根据所述应力波起始时刻以及所述管道漏点产生的相反向应力波接收时刻计算所述应力波从下游端口到达管道漏点的时长；
根据所述应力波在管道内传播的声速以及所述应力波从下游端口到达管道漏点的时长计算得到所述管道漏点距离下游端口的距离。


3.根据权利要求1所述的管道漏点定位装置，其特征在于，所述第一声发射传感器、第二声发射传感器分别安装在所述待测管道的上游端口附近和下游端口附近，所述两个声发射传感器之间的距离即待测管道的长度。


4.根据权利要求1所述的管道漏点定位装置，其特征在于，所述声发射传感器通过G1/2接口球阀垂直安装于所述待测管道外侧壁。


5.根据权利要求1所述的管道漏点定位装置，其特征在于，还包括采集控制器，所述采集控制器用于接收所述声发射传感器信号，并远程...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，李秀杰，于欣，吴秉久，赵泽玺，李晓峰，陈士亮，安仲文，苏海娜，舒喆岩，
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