[发明专利]一种管道泄漏监测方法及装置

说明书

技术领域

本发明是一种管道泄漏监测方法及装置。涉及声波的测量、测量流体压力 和管道系统技术领域。

背景技术

管道泄漏不仅造成巨大的经济损失，而且会造成环境污染、人员的伤亡等， 及时发现管道事故并排除事故是安全生产的重要环节，因此建立可靠的泄漏监 测系统，对管道提供连续不间断的检测，在实际的安全生产具有越来越重要的 意义。近年来，管道泄漏监测及定位问题越来越受到人们的重视。

中国发明专利申请号为99107241.3及200410019451.6的文件公开了基于 静态压力即负压波技术的管道泄漏监测方法。中国发明专利申请号为 200710097721.9的文件公开了基于动态低频技术的泄漏监测方法。其所揭示的 是根据采集的动态压力信号来判断管道泄漏事件的发生。以上专利在其专利申 请文件中都做了具体介绍，在此不再阐述。

受现场工艺操作如调阀、加压、起停泵等噪声的干扰，单独使用基于动态 压力或静态压力的管道泄漏监测系统都存在误报率较高的问题。而无论是动态 压力传感器还是传统的压力静态压力传感器，反映的都是泄漏信号的部分特征， 因此，对两种传感器信号进行联合分析，可得到关于泄漏的更多的信息。

发明内容

本发明的目的是发明一种可靠、准确的管道泄漏监测方法及装置。

本发明提供的泄漏监测方法是通过安装在管道首、末端的动态和静态压力 传感器检测管道中泄漏引起的沿管道传播的动态压力声波和静态压力声波信号 来判断泄漏，并根据声波传播到管道首、末端的时间差确定漏点位置。

具体是在管道首、末端各安装一套动态压力传感器1a、1b和静态压力传感 器2a、2b，将该动态压力传感器1a、1b和静态压力传感器2a、2b测到的声波 信号分别经过数据采集传输装置3a、3b处理，取出泄漏信号；同时采用GPS全 球定位系统确定泄漏声波信号传到监测管段两端的时间；将采集的时间相加减 后乘以声波在介质中的传播速度可以对泄漏点进行定位。

利用声波检测方法有两种方法来进行检测，即测量动态压力和静态绝对压 力。采用动态压力传感器1a、1b测量动态压力的方法比采用常用的压力变送器 测量绝对压力的负压波方法有着较高的灵敏度，因为：负压波法利用压力变送 器的绝对压力信号进行泄漏检测，压力变送器反映的是管道的运行压力，通常 泄漏引起的压力变化仅占压力变送器量程的一小部分。而动态压力传感器1a、 1b直接测量的是管道压力的动态变化，通过适当调整，动态压力传感器1a、1b 可以尽可能地反映管道泄漏引起的压力变化。因此，基于动态压力传感器1a、 1b的管道泄漏监测比基于压力变送器的管道泄漏监测具有更高的灵敏度。当然， 对于压力变化缓慢的场合，采用压力变送器可以检测出压力的改变，而动态压 力传感器则不一定有反应。

本管道泄漏监测装置如图1所示，装置由基站和中心站装置两部分组成， 中心站一般为一个装置，基站则根据管道情况由若干个组成。以下以安装在管 道首、末端中一个端的基站a为例予以说明。

基站部分包括动态压力传感器1a、静态压力传感器2a、数据采集传输装置 3a、GPS全球定位系统；中心站部分由中心计算机和GPS全球定位系统组成。一 般是在管线的每个管道站点设置一个基站，中心站则对整条管道的基站进行管 理。在所监测管段的首、末端基站中各安装一套动态压力传感器1a和静态压力 传感器2a，传感器输出信号通过控制电缆传到数据采集传输装置3a，数据采集 装置3a可以为数据采集卡＋计算机的方式或数据采集单元＋远程传输单元 （RTU）等方式。在实施安装时，所有传感器安装在输油站的工艺区内，数据采 集传输装置安装在站控室内。基站与中心站装置4的连接方式由各输油站之间 的通信方式决定，基站通过合适的通信方式将有效数据传输给中心站装置4的 中心计算机，由中心站装置4的中心计算机对数据进行分析判断处理，如有泄 漏则发出声光报警并定位。

安装在管道首、末端的基站装置采集压力信号，即由安装在管道首、末端 的各一组动态压力传感器1a和静态压力传感器2a同时测量监测管段两端的动 态压力和静态压力，将实时采集的动态压力和静态压力数据传给数据采集传输 装置3a，数据采集传输装置3a将信息传输到中心站的中心计算机。中心计算机 经过数据处理来判断管道是否发生泄漏，一旦发现泄漏事件系统进行报警并定 位。