[发明专利]基于声发射检测的埋地管道泄漏源多层次定位装置及方法

摘要

本发明属于管道检测领域，具体涉及一种基于声发射检测的埋地管道泄漏源多层次定位装置及方法，定位装置包括第一、第二波导杆分别固定在泄漏源的两侧；第一、第二压电加速度传感器下端分别粘附在第一、第二波导杆表面，上端通过接线分别与第一、第二前置放大器相连；然后将信号输送给第一、第二数据采集模块；两个数据采集模块同时将信号输送到A/D转换器转换成数字信号；所述A/D转换器将数字信号传输给主机，主机最终确定出管道的泄漏源位置。本发明由区域定位、精确定位相结合的多层次泄漏源定位方法，采用基于信号幅值衰减的区域定位，最终实现在复杂工况下的管道泄漏声发射检测精确定位，该方法适用于埋地条件下的管道泄漏定位。

主权项

一种基于声发射检测的埋地油气管道泄漏源多层次定位方法，采用基于声发射检测的埋地管道泄漏源多层次定位装置，基于声发射检测的埋地管道泄漏源多层次定位装置包括第一波导杆、第二波导杆，第一波导杆和第二波导杆的间距为L，第一波导杆、第二波导杆分别通过强力磁铁固定在管道泄漏源的两侧并间隔一定距离；第一压电加速度传感器通过耦合剂粘附在第一波导杆表面，第二压电加速度传感器通过耦合剂粘附在第二波导杆表面；第一前置放大器与第一压电加速度传感器通过接线相连，第二前置放大器与第二压电加速度传感器通过接线相连；第一压电加速度传感器、第二压电加速度传感器分别将第一波导杆和第二波导杆输出的声发射信号转换为电流信号，第一前置放大器、第二前置放大器分别将第一压电加速度传感器和第二压电加速度传感器输入的电流信号放大并转换成电压信号然后分别将其输送给第一数据采集模块和第二数据采集模块；第一数据采集模块和第二数据采集模块分别将电压信号同时输送到A/D转换器转换成数字信号并存储；所述A/D转换器将电压信号转换为可以处理的数字信号并通过通信网络传输给主机，主机通过采集到的数字信号确定出管道的泄漏源位置，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，发现运行的埋地管道发生泄漏时，立即寻找与埋地管道相同的废弃管道，废弃管道不需埋地，在废弃管道通入相同的介质，然后在废弃管道表面任意位置凿孔；将一根波导杆的下表面通过强力磁铁固定在距离泄漏源附近的管壁处，波导杆的上表面通过耦合剂连接压电加速度传感器，加速度传感器将波导杆输出的声发射信号转换为电流信号；压电加速度传感器与前置放大器相连，前置放大器将压电加速度传感器输入的电流信号放大并转换成电压信号然后将其输送给数据采集模块；数据采集模块将电压信号输送到A/D转换器转换成数字信号并存储，最后传输给主机；波导杆的安装位置与泄漏源的距离分别为5m，10m，…，120m，间隔5m布置一次，每布置一次波导杆，记录波导杆与泄漏源的距离以及主机显示的幅值衰减值，根据所记录的结果绘制幅值衰减值随着波导杆与凿孔的距离变化曲线；步骤二，在埋地泄漏管道泄漏源两边挖掘并显露出与波导杆下表面面积相同的管道表面，将第一波导杆和第二波导杆的下表面通过强力磁铁分别安装在管道的表面，记录第一波导杆和第二波导杆的间距L以及主机显示的两者幅值，求出两者的幅值差A；步骤三，将步骤二中第一波导杆和第二波导杆的间距平均分为10个区域，由第一波导杆指向第二波导杆方向分别命名为第1区域，第2区域，…，第10区域，其中第i区域的范围为i＝1,2,…,10；取为泄漏源位置，因此泄漏源距第一波导杆和第二波导杆的距离分别为和将泄漏源与第一波导杆的距离和泄漏源与第二波导杆的距离分别代入步骤一求得的曲线，并分别得出两者的幅值衰减值，分别记为Ai5、Ai6，其中Ai5表示泄漏源在第i区域时，泄漏声发射信号传播到第一压电加速度传感器的幅值衰减值，Ai6表示泄漏源在第i区域时，泄漏声发射信号传播到第二压电加速度传感器的幅值衰减值；则第i区域产生的泄漏声发射信号传播到达第一压电加速度传感器和第二压电加速度传感器的幅值差记为Ai，即Ai＝Ai5‑Ai6；步骤四，将步骤二实际测得的幅值差A与各个Ai进行对比，找出与实际幅值差相差最小的区域Ai，此时区域定位结果为Ai区。