专利名称：声波管道安全检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种声波管道安全检测系统。
背景技术：
我国将逐步进入长距离输 气管道建设的高峰期，如进口俄罗斯天然气干线及支 线、青海天然气东输管线、西气东输、西气东输二线与忠武线、陕京二线联络线以及支线等。 长距离的输气对输气管要求很高，天然气管道泄漏将引起环境污染、燃烧爆炸等严重后果， 并将造成很大的经济损失。为解决这样的问题，必须要对管路进行远程泄露监控。目前国内外对天然气泄漏 的离线探测技术应用较多，但因天然气特有的强可压缩性，适用于天然气管道泄漏检测的 方法与装置函待研究。现有的一些方法和装置均是通过捕捉发生在含有压力气体或者流体 的管道上的泄漏所产生的音波信号来监测泄漏，但其均存在误报率高、系统灵敏度低、泄漏 定位精确度低、成本高等缺点。
实用新型内容针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种降低误报率、系统灵 敏度高、泄漏定位精确度高的声波管道安全检测系统。为实现上述目的，本实用新型声波管道安全检测系统，包括若干个声学传感器、若 干个现场数据采集器、中心服务器及通信单元，现场数据采集器包括前置放大器、信号转换 器、定时数据采集模块、通讯模块，其中，声学传感器安装于待测管道上，前置放大器的输入 端藕接于声学传感器，前置放大器的输出端通过定时数据采集模块藕接于信号转换器，信 号转换器的输出端通过通信单元连接到中心服务器来进行信号处理。进一步，所述中心服务器包括若干个分路数据处理单元和中央数据处理单元，分 路数据处理单元与所述通信单元相藕接并对比分析其传入的信号，中央数据处理单元藕接 于分路数据处理单元并处理对比分析结果。进一步，所述中央数据处理单元上还连接有显示器和报警器。本实用新型声波管道安全检测系统，具有误报率低、系统灵敏度高、泄漏定位精 确度高等优点，可以大大缩减成本，并且在数据更新时只需对中心服务器中的数据进行更 新即可，可以大大节省工作时间，另外本系统可以使用现有的通信网络，进一步相对降低成 本。
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型声波管道安全检测系统，包括设置于管道上的多个声学传感器1 (l-l—l-n)、多个现场数据采集器2 (2-1—2-n)、中心服务器3以及通信单元，多个声学传感器1每隔一定距离布设于长输管4上，现场数据采集器2包括前置放大器、模 拟信号到数字信号(A/D)转换器、定时数据采集模块及通讯模块，其中，现场数据采集器中 的前置放大器连接声学传感器，将声学传感器采集的模拟声波信号进行放大，通常是电流 量进行放大并通过信号转换器转换成电压信号，其输出端通过定时数据采集模块接A/D转 换器，A/D转换器将模拟声波信号转换为可以处理的数字信号并通过通信单元传送给中心 服务器3。模拟声波信号将以一定的频率通过定时数据采集模块完成模数转换。模拟声波 信号采样频率可以在一定的动态范围内调整，但多通道数据需要保证严格同步，以便中心 服务器根据各检测点信号延时时间计算出泄漏点的位置。中心服务器负责实时接收各个数据采集终端节点传送来的数据，并对管道进行实 时监控。其主要功能是建立并维护各数据采集终端的通讯信道，采集并同步各数据采集终 端的原始数据，保存原始数据，对各数据采集终端节点获得的数据传送给处理模块进行实 时泄漏监测，判断是否发生泄漏；当系统发生泄漏时，把泄漏发生的时间、地点、泄露孔径大 小等信息保存到数据库；维护系统工作状态，并传送给状态监控主机。中心服务器3包括多个分路数据处理器和中央数据处理器，各个分路数据处理器 通过通信单元接受来自对应现场数据采集器2的信号，经滤波与已知的门限波形进行比 对，若超过门限波形，表明有泄漏发生。并将泄漏信号送中央数据处理器，中央数据处理器 对来自各个分路数据处理器的信号进行综合分析、运算确定泄漏位置、泄漏大小，并由显示 器显示、报警器报警。分路数据处理器是由接受网络信号的接收器、带通滤波器、波形比较器及其它滤 波器所组成，其作用是通过波形比对，实时的从音波信号中检测出泄漏事件，并且过滤掉大 部分的噪声信号，如正常管道操作等等。对泄漏检测性能要求泄漏检测率100% ；误报率 不大于1次/年。具体过程是由接收器通过通信单元接受来自对应现场数据采集器的信 号，经带通滤波器及其它滤波器滤除各种噪声后进入波形比较器与储存于中心服务器3中 的门限波形进行比较，当来自现场数据采集器2的信号超过门限波形则将信号送中央数据 处理器。中央数据处理器对泄漏孔径进行估计，通过音波的强度和波形，实时的估计出泄漏 孔径的大小。中央数据处理器犯通过音波到达各传感器的时延差，实时的定位出泄漏事件 发生的位置。中央数据处理器犯设有专用接口与用户监控组态软件(SCADA，Supervisory Control And Data Acquisition)系统进行通讯，当泄漏发生时，用户SCADA系统可以根据 泄漏监测定位系统状态，进行关闭阀门，报警等操作。通信单元的作用是建立并维护各数据采集终端的通讯信道；采集并同步各数据 采集终端的原始状态数据；及时保存原始状态数据；把分布式的终端节点数据实时的传 输到信号处理中心服务器。通信单元可以是专用卫星网络、或专用光纤网络、或虚拟个 人网络(VPN，Virtual PrivateNetwork)、或码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)、或通用分组无线服务(GPRS，General Packet Radio Service)。由于采用的都 是现有技术，因此不再详细说明。当采用专用卫星网络时，各数据采集终端设有环球定位 系统(GPS，GlobalPositioning System)多节点数据同步模块，GPS模块及其接口配合 NTP (NetworkTime Protocol)完成系统达微秒级，甚至纳秒级的精确授时，从而保证分布式 节点间系统时钟的同步。[0015] 数据采集终端加电后，将自动对终端的各个状态进行诊断，并实时的把终端的状 态发送到主服务器。需要自动诊断的终端状态包括数据采集通道状态、GPS状态、通讯模 块状态、通讯会话状态。数据采集终端完成状态诊断后，通过设置在数据采集终端上的发光 二极管(LED，LightEmitting Diode)显示。需要显示的数据终端状态包括数据采集通道 状态；GPS状态；通讯模块状态；通讯会话状态。
权利要求声波管道安全检测系统，其特征在于，该系统包括若干个声学传感器、若干个现场数据采集器、中心服务器及通信单元，现场数据采集器包括前置放大器、信号转换器、定时数据采集模块、通讯模块，其中，声学传感器安装于待测管道上，前置放大器的输入端藕接于声学传感器，前置放大器的输出端通过定时数据采集模块藕接于信号转换器，信号转换器的输出端通过通信单元连接到中心服务器来进行信号处理。
2.如权利要求1所述的声波管道安全检测系统，其特征在于，所述中心服务器包括若 干个分路数据处理单元和中央数据处理单元，分路数据处理单元与所述通信单元相藕接并 对比分析其传入的信号，中央数据处理单元藕接于分路数据处理单元并处理对比分析结果。
3.如权利要求2所述的声波管道安全检测系统，其特征在于，所述中央数据处理单元 上还连接有显示器和报警器。
专利摘要本实用新型声波管道安全检测系统，包括若干个声学传感器、若干个现场数据采集器、中心服务器及通信单元，现场数据采集器包括前置放大器、信号转换器、定时数据采集模块、通讯模块，其中，声学传感器安装于待测管道上，前置放大器的输入端耦接于声学传感器，前置放大器的输出端通过定时数据采集模块耦接于信号转换器，信号转换器的输出端通过通信单元连接到中心服务器来进行信号处理。本系统具有误报率低、系统灵敏度高、泄漏定位精确度高等优点，可以大大缩减成本，并且在数据更新时只需对中心服务器中的数据进行更新即可，可以大大节省工作时间，另外本系统可以使用现有的通信网络，进一步相对降低成本。
文档编号F17D5/06GK201772263SQ20102050107
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者吴锦, 李洪亮 申请人:雷神能源技术(山东)有限公司