一种新型管道泄漏检测装置和检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型管道泄漏检测装置和检测方法。沿管道还安装有三个均压管，每个均压管上均安装有压力传感器，沿液体流向分别为第一、第二和第三压力传感器，通过三个压力传感器采集数据对管道内部声速和泄露位置进行检测；第一、第三压力传感器沿液体流向入口的管道上设有第一、第二流量计；通过两个流量计采集数据初步判断是否发生泄露，再通过三个压力传感器实时采集数据判断最终是否泄露，计算获得管道内的压波速和管道泄漏处的位置。本发明可标定当地声速，检测管道泄漏，能够检测到泄漏量较小的情况，测出了不同工况下的当地声速，降低了因调泵调阀引起的误报警率，提高了管道泄漏的定位精度，对于节约能源、保护环境具有十分重要意义。
【专利说明】
一种新型管道泄漏检测装置和检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及了一种检测装置和检测方法，具体涉及了一种新型管道泄漏检测装置 和检测方法，可标定管道内当地声速，减少泄漏误报警，提高泄漏定位精度。
【背景技术】
[0002] 管道运输与铁路运输、公路运输、水路运输和航空运输并列为五大交通运输方式， 在输送液体、气体、浆体等方面具有独特的优势。随着我国国民经济的迅速发展，管道运输 以及大型重装设备在经济发展中的角色越来越重要。但随着管线的增多及设备运行时间的 增长，管壁由于施工缺陷、冲刷腐蚀及人为破坏等原因，管线泄漏事故频频发生。
[0003] 2009年12月30日凌晨，中国石油兰郑长成品油管道渭南支线发现大量柴油泄漏进 入赤水河，在渭河形成污染带进入黄河，造成黄河污染。2016年5月17号夜间，总部位于利古 里亚大区布萨拉的矿物油加工皮耶蒙特工业公司的地下输油管道发生破裂，造成550吨原 油泄漏，其中有50吨流入附近海域。
[0004] 目前，大多数检测管道泄漏的装置对于微泄漏事件的发生都很难检测的到，而且 对于声速都普遍地采用已有的常数值，而实际中声速会随着温度，管道中气体的百分比等 因素的变化而变化。
【发明内容】
[0005] 为了检测到微泄漏事件的发生，节约资源，保护环境，提高泄漏定位的精度。本发 明提出了一种新型管道泄漏检测装置和检测方法，从而满足了检测微泄漏的要求，在满足 检测微泄漏要求的前提下，标定了当地声速，降低了由调栗调阀引起的误报警率，提高了管 道泄漏的定位精度。
[0006] 本发明采用的技术方案是：
[0007] -、一种新型管道泄漏检测装置：
[0008] 包括离心栗、连接在离心栗出口的管道和安装在离心栗出口处管道上的第一电动 调节阀，沿管道还安装有三个均压管，每个均压管上均安装有一个用于检测管道内液压的 压力传感器，三个压力传感器沿液体流向分别为第一压力传感器、第二压力传感器和第三 压力传感器，通过第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器采集的压力数据对 管道泄露位置进行检测；第一压力传感器沿液体流向入口的管道上设有第一流量计，第三 压力传感器沿液体流向出口的管道上设有第二流量计，通过第一流量计和第二流量计采 集的流量数据对泄漏检测结果进行修正，降低调栗调阀引起的误报警率。
[0009] 本发明采用均压管安装压力传感器，均压管可以起到平缓压力的作用，从而可以 提高对于微泄漏检测的灵敏度。
[0010] 所述的均压管上开有排气口，排气口与管道相通，排气口用于将均压管和管道内 的空气排出，便于在实验测试之前将均压管内的空气排出。
[0011]所述的均压管上开有传感器安装口，第一压力传感器、第二压力传感器和第三压 力传感器与传感器安装口采用螺纹连接固定。
[0012] 所述的第一压力传感器和第一流量计均安装在管道输入端端部，所述的第三压力 传感器和第二流量计安装在管道输出端端部，第二压力传感器安装在第一压力传感器和第 三压力传感器之间。
[0013] 二、一种新型管道泄漏检测方法，采用所述检测装置，具体包括如下步骤：
[0014] 1)通过第一流量计和第二流量计所采集的流量数据初步判断管道是否发生了泄 露；
[0015] 2)初步判断管道发生泄露后，通过第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力 传感器实时采集管道上各处的压力数据再判断管道最终是否泄露；
[0016] 3)确定泄露后通过压力传感器实时采集的压力数据计算获得管道内的压波速和 管道泄漏处的位置。
[0017] 当阀门开度减少或停栗时，第一压力传感器和第三压力传感器采集到的压力都会 减少，而当泄漏发生时，第一压力传感器和第三压力传感器采集到的压力也都会减少，此时 便无法通过采集到的压力值的变化来判断管道是否发生了泄漏。因此在前述步骤中，通过 所述的第一流量计和第二流量计采集的流量数据对泄漏检测结果进行修正。
[0018] 当第一电动调节阀阀门开度减少、停栗或泄漏时，第一流量计和第二流量计所采 集到的流量其值的变化是不一样的。当第一电动调节阀阀门开度减少或停栗时，第一流量 计和第二流量计所采集的流量都是减少的，当泄漏发生时，第一流量计所采集到的流量是 增加的，而第二流量计所采集到的流量是减少的，从而可以判断管道是否发生了泄漏。由此 第一流量计和第二流量计一方面可以起到检测泄漏的作用，另一方面可以降低由于调栗调 阀引起的误报警率。
[0019]所述步骤1)具体是:若所述第一流量计采集到的流量数据升高且所述第二流量计 采集到的流量数据降低，则认为初步判断管道发生了泄露，否则没有发生泄露。
[0020] 所述步骤2)具体是在步骤1)初步判断管道发生泄露基础上，若所述第一压力传 感器和所述第三压力传感器采集到的压力数据均降低，则判断管道最终发生了泄漏，否则 没有发生泄露。
[0021] 通过所述第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器实时采集管道上各 处的压力数据，根据第二压力传感器和第三压力传感器之间的距离X，采用以下公式计算获 得管道内的压波速v(相当于当地声速，指的是声音在液体中传播的速度），以提高定位精 度：
[0022]
[0023]其中，tl和t2分别表示管道泄漏处产生的压力波到达第二压力传感器和第三压力 传感器的时间，v为管道内的压波速；
[0024] 接着采用以下公式计算获得管道泄漏处的位置：
[0025] xl=vX(t2-t3)
[0026] 其中，xl为泄漏孔到第一传感器的距离，即管道泄漏处的位置，t3为管道泄漏处产 生的压力波到达第一压力传感器的时间。
[0027]本发明具有的有益效果是：
[0028]本发明提高了对于微泄漏检测的灵敏度，降低了因调栗调阀引起的误报警率，避 免了资源的浪费，而且还提出了标定当地声速，从而提高了管道泄漏检测的定位精度。均匀 管上开有排气口从而提高了测定管道内压力值的准确度。
[0029]本发明具有结构简单、成本低廉及安装使用方便的优点。
[0030] 本发明可满足石油、化工等领域的需求。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明实验装置的示意图。
[0032] 图2是本发明均压管的三维结构图。
[0033]
[0034]图中：1.离心栗，2.第一电动调节阀，3 .第一流量计，4.第一压力传感器，5 .泄漏 孔，6.第二压力传感器，7.第三压力传感器，8.第二流量计，9.管道，10.电动针阀，11.第二 电动调节阀，12.均压管，12.1排气口，12.2传感器安装口。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0036] 本发明的具体仿真实施例及其实施工作过程是：
[0037] 具体实施中，在管道9上开设泄漏孔5,泄漏孔5处安装有电动针阀10和第二电动调 节阀11，电动针阀10用来控制泄漏量的大小，第二电动调节阀2用来控制泄漏孔的即开即 关，第二电动调节阀11和电动针阀10通过螺纹连接固定。
[0038] 漏孔5前lm处装有第一压力传感器4,在泄漏孔5后lm处装有第二压力传感器6,在 泄漏孔后l〇〇m处装有第三压力传感器7。通过观测第一流量计、第一压力传感器、第三压力 传感器和第二流量计的数值变化，可以判断管道是否发生泄漏，从而降低因调栗调阀引起 的误报警率。通过测量泄漏孔发出的信号分别到达第二压力传感器和第三压力传感器的时 间tl和t2,以及第二压力传感器和第三压力传感器的距离X，可标定当地声速，从而提高定 位的精度。由表1可以看出，采用新的管道泄漏检测装置后，其定位的精度有了一定的提高， 尤其是泄漏量较小的泄漏，其定位精度有了显著的提高。通过均压管平缓管道内的压力波 动，从而提高对于微泄漏检测的灵敏度。
[0039]表1:采用新的泄漏检测装置后的定位结果对比
[0040]
[0041] 由此可见本发明旨在标定当地声速，降低因调栗调阀引起的误报警率，提高对于 微泄漏检测的灵敏度。本发明对于节约能源、保护环境具有十分重大的意义。
【主权项】
1. 一种新型管道泄漏检测装置，包括离心栗（1)、连接在离心栗（1)出口的管道(9)和安 装在离心栗（1)出口处管道(9)上的第一电动调节阀（2)，其特征在于:沿管道(9)还安装有 三个均压管（12)，每个均压管（12)上均安装有一个用于检测管道(9)内液压的压力传感器， 三个压力传感器沿液体流向分别为第一压力传感器(4)、第二压力传感器(6)和第三压力传 感器(7)，通过第一压力传感器(4)、第二压力传感器(6)和第三压力传感器(7)采集的压力 数据对管道(9)泄露位置进行检测;第一压力传感器(4)沿液体流向入口的管道(9)上设有 第一流量计(3)，第三压力传感器(6)沿液体流向出口的管道(9)上设有第二流量计(8)，通 过第一流量计(3)和第二流量计(8)采集的流量数据对泄漏检测结果进行修正。2. 根据权利要求1所述的一种新型管道泄漏检测装置，其特征在于:所述的均压管（12) 上开有排气口（12.1)，排气口（12.1)与管道(9)相通，排气口（12.1)用于将均压管（12)和管 道(9)内的空气排出。3. 根据权利要求1所述的一种新型管道泄漏检测装置，其特征在于:所述的均压管（12) 上开有传感器安装口（12.2)，第一压力传感器(4)、第二压力传感器(6)和第三压力传感器 (7)与传感器安装口（12.2)采用螺纹连接固定。4. 根据权利要求1所述的一种新型管道泄漏检测装置，其特征在于:所述的第一压力传 感器(4)和第一流量计(3)均安装在管道(9)输入端端部，所述的第三压力传感器(7)和第二 流量计(8)安装在管道(9)输出端端部。5. -种新型管道泄漏检测方法，其特征在于采用权利要求1~4任一所述的检测装置， 具体包括如下步骤： 1) 通过第一流量计(3)和第二流量计(8)所采集的流量数据初步判断管道(9)是否发生 了泄露； 2) 初步判断管道发生泄露后，通过第一压力传感器(4)、第二压力传感器(6)和第三压 力传感器(7)实时采集管道上各处的压力数据再判断管道(9)最终是否泄露； 3) 确定泄露后通过压力传感器(7)实时采集的压力数据计算获得管道(9)内的压波速 和管道泄漏处的位置。6. 根据权利要求5所述的一种新型管道泄漏检测方法，其特征在于：所述步骤1)具体 是:若所述第一流量计(3)采集到的流量数据升高且所述第二流量计(8)采集到的流量数据 降低，则认为初步判断管道(9)发生了泄露，否则没有发生泄露。7. 根据权利要求5所述的一种新型管道泄漏检测方法，其特征在于:所述步骤2)具体是 在步骤1)初步判断管道发生泄露基础上，若所述第一压力传感器(4)和所述第三压力传感 器(7)采集到的压力数据均降低，则判断管道最终发生了泄漏，否则没有发生泄露。8. 根据权利要求5所述的一种新型管道泄漏检测方法，其特征在于:通过所述第一压力 传感器(4)、第二压力传感器(6)和第三压力传感器(7)实时采集管道上各处的压力数据，根 据第二压力传感器(6)和第三压力传感器(7)之间的距离X，采用以下公式计算获得管道内 的压波速V，以提尚定位精度：其中，tl和t2分别表示管道泄漏处产生的压力波到达第二压力传感器(6)和第三压力 传感器(7)的时间，v为管道内的压波速； 接着采用以下公式计算获得管道泄漏处的位置： xl = v X (t2-t3) 其中，xl为泄漏孔到第一传感器(4)的距离，t3为管道泄漏处产生的压力波到达第一压 力传感器(4)的时间。
【文档编号】F17D5/02GK105864642SQ201610394009
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】林培锋, 廖江, 崔宝玲, 林哲
【申请人】浙江理工大学