[实用新型]一种TPP油气管路泄露检测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于油气管路安全监测技术领域，具体涉及一种TPP油气管路泄露检测系统。

背景技术

油气管道发生泄漏时，由于管道内外的压力差，泄漏点因流体(或气体)介质损失而引起局部流体密度减小，出现瞬间压力下降，紧邻泄漏点的高压流体分别从上下游两个方向迅速向低压的泄漏区填充，又引起泄漏点相邻区域的压力降低，重复这个过程，就产生了沿管道分别向上下游传播的瞬态负压波。

在管道两端分别安装压力传感器捕捉瞬态负压波信号。泄漏位置不同，负压波向上下游传播的距离不同，到达管道两端的时间差也不同，因此可以根据负压波的传播速度和到达管道两端的时间差来确定泄漏点的位置。负压波法检测管道泄漏的核心是负压波信号的识别。

识别负压波的方法很多，有时间序列分析法、残差法、长杆统计法、相关分析法和小波变换分析法等。时间序列分析法是系统实时对管道两端压力梯度信号的时间序列进行分析，根据一定的策略和设定的阈值进行预警和故障报警。时间序列分析法检测泄漏的优点是速度快、灵敏度高，缺点是不能对泄漏定位，常作为泄漏检测的辅助手段。基于Kullback信息测度的泄漏检测方法是一种典型的时间序列分析法。相关分析法是通过计算管道两端压力变化信号的相关函数来检测和定位泄漏。管道两端的负压波来自同一个泄漏源，具有相关性。没有泄漏时，两端压力变化信号的相关函数很小或等于零；有泄漏时，相关函数会明显增大。相关分析法的优点是简单实用、准确灵敏、计算量小，已被广泛使用。小波变换分析法是根据小波变换原理，用小波分析工具对信号进行变换，多尺度对信号进行分析。小波变换具有在时频域中观察信号局部特征的能力，可以在细节上观察管道压力变化，凸显突变点(压力下降沿)，确定负压波到达的时间。另外，也可以利用小波工具先对负压波信号进行分解，然后在细节上利用相关分析法对管道两端的负压波进行相关分析，提高泄露检测的可靠性和定位精度。

不仅管道泄漏产生负压波，泵站的正常操作(如开泵、停泵、调泵、切换阀门、中间支线管道调节等)也会产生负压波，因此有效识别并消除泵站操作产生的负压波地干扰是负压波法检测管道泄漏面临的一个难题。

发明内容

本实用新型的目的是针对油气管路输送不仅管道泄漏产生负压波，泵站的正常操作(如开泵、停泵、调泵、切换阀门、中间支线管道调节等)也会产生负压波，如何有效识别并消除泵站操作产生的负压波的干扰是负压波法检测管道泄漏的技术问题，本实用新型通过TPP(Three places pressure，三点压力法)和压力变化时间差确定泄漏点，达到及时报警，精准定位的目的，提供一种TPP油气管路泄露检测系统。

为此，本实用新型提供了一种TPP油气管路泄露检测系统，包括信息采集传输装置，所述信息采集传输装置包括信息采集模块和信息传输模块，所信息采集模块与信息传输模块电连接，用于采集油气管路中的压力信息，并将压力信息进行处理转换后，通过信息传输模块发送到云端服务器；

所述信息采集模块的包括压力传感器、放大单元、AD转换单元以及压力变送器，所述压力传感器与放大单元的输入端电连接，放大单元的输出端与AD转换单元的输入端电连接，AD转换单元的输出端与压力变送器的输入端电连接，所述压力变送器与信息传输模块电连接。

所述放大单元的电路包括运算放大器A1、运算放大器A2、运算放大器A3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1，所述运算放大器A1、运算放大器A2的正输入端均与压力传感器电连接，电阻R1的两端分别与运算放大器A1、运算放大器A2的负输入端电连接，电阻R2的两端分别与运算放大器A1的负输入端和运算放大器A1的输出端电连接，电阻R3的两端分别与运算放大器A2的负输入端和运算放大器A1的输出端电连接，电阻R4的两端分别与运算放大器A1的输出端和运算放大器A3的正输入端电连接，电阻R5的两端分别与运算放大器A2的输出端和运算放大器A3的负输入端电连接，电阻R6的两端分别与运算放大器A3的正输入端和接地端电连接，电阻R7的两端分别与运算放大器A3的负输入端和运算放大器A3的输出端电连接，电阻R8的两端分别与运算放大器A3的输出端和接地端电连接，运算放大器A3的输出端为信号输出端u0，电容C1串接在电源正极与接地端之间，运算放大器A1的电源正输入端与电源正极电连接，运算放大器A2的电源负输入端与接地端电连接。

所述AD转换单元的型号为ADS1110。

所述压力变送器为单片机MCU，其型号为STM32L053。