[发明专利]一种基于综合信号的输油管道泄漏检测和定位方法

摘要

本发明公开了一种基于综合信号的输油管道泄漏检测和定位方法，针对负压波法存在的问题：1)单一压力信号受管道末端设备限制难以检测到压力拐点；2)小泄漏和缓泄情况下，压力信号拐点特征不明显。本发明的技术方案是将泄漏瞬变过程中的压力和流量信号组合为一个新的综合信号，对该综合信号的变化进行监测，根据是否出现异常判断是否发生泄漏，并通过识别该综合信号的拐点进行泄漏定位的计算。本发明所提出的方法相比负压波法，不再受管道两端设备的限制，尤其适用于管道末端为油罐等限压设备的工况，且由于综合信号的采用，有效突出了泄漏信号的拐点特征，也可适用于小泄漏和缓泄的检测和定位。

主权项

一种基于综合信号的输油管道泄漏检测和定位方法的工作方法，其特征在于：其检测和定位方法的工作方法包括以下步骤：A、数据采集和综合信号计算1)管道始末端的压力和流量经压力变送器和流量计转换为电信号，经数据采集器采集，将数据传到控制终端上进行显示处理；2)分别采集某段管道的始末端压力变送器和流量计的输出值，送入控制终端，设始端压力为Ps，始端流量为Qs，末端压力为Pe，末端流量为Qe，将管道始端压力和流量信号按下列形式组合为综合信号Cs：Cs＝Ps‑kQs式中，k为系数，按下式计算：k=ρas3600·A]]>其中ρ为流体密度，as为声音在介质中传播的速度，A为管道截面积；将管道末端压力和流量信号按下列形式组合为综合信号Ce：Ce＝Pe+kQe其中k同前定义；3)对管道正常工况下的Cs和Ce进行均值和标准差的计算，设和分别为正常工况下管道始末端综合信号的平均值，σCs和σCe为标准差；B、泄漏监测和预警1)当或时，可认为始端或末端信号出现异常，记下此刻时间，其中α为系数，可取2～3；并同时等待另一端综合信号出现异常；2)若等待时间>管长L/声速as，则认为是误报，继续监测Cs和Ce；若等待时间<管长L/声速as，则发出泄漏预警；C、泄漏定位1)从发出预警的时刻开始，取当前时刻以前的一段时长的Cs和Ce信号进行小波变换，时长应大于20倍的管长L/声速as；2)对这段时长的信号进行小波变换，并记录始末端信号的小波变换的模极大值时间，按Lr=L+as·Δt2]]>计算泄漏点位置，式中L为管道始末端的距离，Lr为泄漏点到管道始端的距离，Δt为始端综合信号小波变换的模极大值时间与末端综合信号小波变换模极大值时间之差；3)每隔一段时间对数据进行更新，再进行小波变换，计算泄漏点位置，重复多次；将多次计算的泄漏点位置进行平均即为最后定位结果；小波变换采用高斯二阶小波；4)若泄漏点位置在管道长度范围内，则正式发出泄漏报警，并给出泄漏点位置；若泄漏点位置超出管道长度范围，则解除泄漏预警，重新监测Cs和Ce。