[发明专利]一种基于次声波的输气管道泄漏检测装置及检测方法

说明书

本发明涉及一种基于次声波的输气管道泄漏检测装置及检测方法，属于管道监测技术领域。该装置包括压力传感构件、温度传感构件、次声波发生装置、次声波接收装置、泄露阀和计算机，压力传感构件、温度传感构件、次声波发生装置、次声波接收装置均设置在输气管道上，次声波发生装置位于次声波接收装置的上游，泄露阀设置在输气管道且位于次声波发生装置和次声波接收装置之间，压力传感构件、温度传感构件、次声波发生装置、次声波接收装置、泄露阀均与计算机连接。本发明通过次声波的幅值变化曲线以此来判断管线是否发生泄露以及泄露孔径。

技术领域

本发明涉及一种基于次声波的输气管道泄漏检测装置及检测方法，属于管道监测技术领域。

背景技术

天然气管道随着年限增长，管道泄漏事故会随着时间的推移频繁发生考虑到天然气输送管道的高压力，一旦泄漏必然造成大量的能源浪费以及严重的环境破坏。

在过去的几十年里，本领域研究人员提出了多种管道泄漏检测方法，但各种方法都存在不同的局限性，经常出现小泄漏漏检、运行状态误报等现象。

发明内容

针对现有技术中输气管道泄漏检测方法的不足，本发明提供基于次声波的输气管道泄漏检测装置及检测方法，本发明通过次声波在管内气体传播特性，通过以气体管道次声波信号的采集、去噪、特征提取，以及气体管道的运行状态识别为研究对象，确定气体管道泄漏次声波信号在各种状态下的传播特性，以此来判断管道是否发生泄漏以及泄露的孔径。

本发明的方案为：通过次声波发生装置发生指定频率和声压的次声波，使其次声波沿管线传播，利用次声波传感器收集传播过来的次声波，对收集到的次声波信号进行滤波处理，通过分析次声波的幅值变化曲线以此来判断管线是否发生泄露以及泄露孔径。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种基于次声波的输气管道泄漏检测装置，包括压力传感构件、温度传感构件、次声波发生装置3、次声波接收装置5、泄露阀4和计算机，压力传感构件1、温度传感构件2、次声波发生装置3、次声波接收装置5均设置在输气管道上，次声波发生装置3位于次声波接收装置5的上游，泄露阀4设置在输气管道且位于次声波发生装置3和次声波接收装置5之间，压力传感构件、温度传感构件、次声波发生装置3、次声波接收装置5、泄露阀4均与计算机连接。

所述压力传感构件包括压力传感器I1和压力传感器II，温度传感构件包括温度传感器I2和温度传感器II，压力传感器I1和温度传感器I2设置在次声波发生装置3处，压力传感器II和温度传感器II设置在次声波接收装置5处。

所述基于次声波的输气管道泄漏检测装置还包括无线发射/接收器I6和无线发射/接收器II，压力传感器I1、温度传感器I2和次声波发生装置3通过无线发射/接收器I6外接计算机7，压力传感器II、温度传感器II和次声波接收装置5通过无线发射/接收器II外接计算机7。

所述次声波发生装置3包括信号发生模块、功率放大模块、扬声器，信号发生模块用于产生频率为20Hz以下的正弦信号，功率放大模块用于将正弦信号进行功率放大并将放大信号传递给扬声器。

所述次声波接收装置5包括依次连接的电容式传感器、前置放大器和低通滤波电路。

进一步的，所述低通滤波电路包括二阶低通可编程滤波器I、滤波器、二阶低通可编程滤波器II、单片机和模拟开关，二阶低通可编程滤波器I、滤波器、二阶低通可编程滤波器II顺序连接，前置放大器的输入信号端分别与二阶低通可编程滤波器I和单片机连接，单片机通过模拟开关分别与二阶低通可编程滤波器I、滤波器、二阶低通可编程滤波器II连接，二阶低通可编程滤波器II与计算机连接。

所述压力传感构件、温度传感构件实时测出输气管道的压力和温度。

基于次声波的输气管道泄漏检测方法，采用基于次声波的输气管道泄漏检测装置，具体步骤如下：