[发明专利]一种输气管道安全监测系统及其监测方法

说明书

本发明主要涉及一种输气管道安全监测系统及其监测方法。一种输气管道安全监测系统，包括：气体传感器，安装于输气管道内，用于检测输气管道内气体浓度，生成气体浓度信号；气体压力传感器，安装于输气管道的泄漏点上，用于检测泄漏点处气体的压力变化量，生成气体压力信号；发声器，设置在输气管道一侧的管壁上，用于向管壁发射声波；管道另一侧的管壁上设有音频检测装置；通信装置，用于接收实际气体浓度信号、实际气体压力信号及实际音频信号，并将上述三个信号发射给监控中心。本发明无需改变现有管路结构，无介质泄漏风险，不影响管线清管等作业。

技术领域

本发明属于液位测量领域，主要涉及对密闭容器内液位进行测量的一种系统和方法，尤其涉及一种输气管道安全监测系统及其监控方法。

背景技术

天然气管道在一定条件下会产生积液，积液占据一部分管道截面，减小了气体的有效输送截面积，导致管输效率降低，在一定温度条件下还有可能会形成水合物，造成冰堵事故。对于高含硫和二氧化碳的气体集输管道，积液的存在还会加速管线腐蚀，造成管线穿孔，引发泄漏，甚至导致中毒事故。定期清管是减少管内积液的有效和通常采用的方法，而确定清管周期和制定清管方案，需要知道管内积液的多少，即需要对管内积液量进行测量。

中国发明专利 CN1155809C 公开了一种采用伽马射线测量管道积液量技术。射线方法不足之处在于：射线在钢制管壁中衰减剧烈，需要对管线开孔以布置射线源仓，不能对已建好的集输管线积液量进行非介入式检测，此外，该类方法还存在辐射风险。

超声波广泛应用于储罐等密闭容器液位的检测，传统超声液位液位测量方法工作原理是采用时差法，由超声波发射探头发出超声波，在介质中传播，遇到气液界面后被反射，由接收探头接收反射回波。利用超声波在介质中的传播时间和超声波声速计算其传播距离，从而得到液位高度。当容器内温度、压力发生变化，或容器内气液相介质组分改变时，声速也将发生变化，很难保证液位测量精度。

中国发明专利100434906C公开了一种自校正式超声波液位测量装置，为进行声速校正需要在被测容器内部安装一固定反射环，并非真正意义上的非介入式测量方法。

天然气管道压力高、输送介质易燃易爆，高含硫天然气还有剧毒，为保证安全，杜绝介质泄漏隐患，要求采用的积液测量方法不能改变现有管线结构，只能在管外壁进行非介入式测量。

综上所述，现有管道积液测量技术，通常为介入式测量方法，需要对现有管道进行改造，无法满足正在运行的天然气管线积液检测的需要。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提出一种非介入式管道积液监测系统和方法，无需声速校正，不受管道内气液相组分以及温度、压力等参数影响，且不改变现有管路结构，即可实现对管内积液高度的快速测量。

为了实现上述技术目的，本发明采用以下具体技术方案：

一种输气管道安全监测系统，包括：

气体传感器，安装于输气管道内，用于检测输气管道内气体浓度，生成气体浓度信号；

气体压力传感器，安装于输气管道的泄漏点上，用于检测泄漏点处气体的压力变化量，生成气体压力信号；

还包括：

发声器，设置在输气管道一侧的管壁上，用于向管壁发射声波；管道另一侧的管壁上设有音频检测装置，所述音频检测装置用于接收所述发声器发出的声音并将其转化为音频信号；

通信装置，用于接收气体浓度信号、气体压力信号及音频信号，并将气体浓度信号、气体压力信号及音频信号发射给监控中心；

监控中心，所述监控中心内具有气体浓度信号预设值、气体压力信号预设值和音频信号预设值；

监控中心获取通信装置发来的气体浓度信号、气体压力信号和音频信号；