次声波智能管道泄漏检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于管道检测技术领域，具体涉及一种次声波智能管道泄漏检测装置。
【背景技术】
[0002]管道已成为输送石油、天然气等能源的重要运输手段，为了保障油气管道的运行安全，必须对其进行定期检测，以便及时发现问题，采取措施，防止出现重大事故。当前常规的管道检测方法有漏磁检测、涡流检测、声波检测等，其中漏磁检测的应用最为广泛和成熟，然而漏磁检测存在着对被测管道的限制(管壁不能太厚)，抗干扰能力差和空间分辨力低等缺点；涡流检测由于本身技术特点决定了在应用中存在着深透性变化，会产生类似金属缺陷的信号造成对真正信号的掩盖等缺点；声波检测方法有检测精度高，适用于不同管径和复杂环境的管道等优势，成为研宄人员近年来研宄的重点。
[0003]现有次声波管道泄漏检测装置一般为一次表形式，仪表壳体内集成了信号采集、信号调理、模数转换、数据传输、数据处理等模块。在管道施工现场使用该类仪表需要布放许多线缆(电缆、网线、GPS天线等)，由于现场多为室外油气管道环境，布放过多线缆不仅造成安装、调试不便，还会引入许多不安全因素，给工程施工和后期维护都造成较大负担。
[0004]中国发明专利201310338738.4公开了一种输油管道泄漏检测与定位系统，主要包括数据采集模块、信号调理模块、数据处理分析模块、声光报警模块、显示模块、GPS全球定位模块、GSM模块、GPRS网络和监控中心，该系统结合负压波法对管道进行检测并对泄漏位置进行定位，具有灵敏度高、实时性强、定位准确等特点。但该系统并入了显示模块、GPS全球定位模块、GSM模块等模块，将其应用在管道检测现场仍然需要布放很多线缆，施工不便且存在安全隐患。
【发明内容】
[0005]本实用新型为了克服现有管道泄漏检测技术中存在的在施工现场布放线缆过多，施工不便且存在安全隐患的缺陷，提出了一种次声波智能管道泄漏检测装置。
[0006]本实用新型提供了一种次声波智能管道泄漏检测装置，在两个仪表壳体中分别封装信号采集模块和数据处理传输模块，所述信号采集模块和数据处理传输模块通过一根专用线缆连接。
[0007]进一步的，所述信号采集模块包括供电单元、次声波传感单元、数据传输单元、控制单元，所述供电单元与次声波传感器单元、数据传输单元、控制单元分别连接，所述控制单元分别与次声波传感单元、数据传输单元连接；所述次声波传感单元用于采集管道内的泄漏次声波传感信号，生成传感数据；所述数据传输单元用于接收次声波传感单元生成的传感数据并向数据处理传输模块传输；所述控制单元用于控制次声波传感单元和数据传输单元工作；所述供电单元向次声波传感单元、数据传输单元以及控制单元提供所需的工作电压。所述数据传输单元采用485通信接口，接收次声波传感单元的传感数据，并通过专用线缆传输到数据传输处理模块。
[0008]所述数据处理传输模块包括供电单元、数据传输单元、数据处理单元、网络接口单元、系统时间同步单元，所述供电单元与数据传输单元、数据处理单元、网络接口单元、系统时间同步单元分别连接，所述数据传输单元、系统时间同步单元的输出端与数据处理单元连接，所述网络接口单元的输入端与数据处理单元连接，所述数据传输单元用于接收信号采集模块的传感数据并传输至数据处理单元；所述数据处理单元对传感数据进行分析与泄漏识别处理，生成处理结果数据；所述网络接口单元用于与远端服务器进行数据通信；所述系统时间同步单元用于校正系统时间；所述供电单元为数据传输单元、数据处理单元、网络接口单元、系统时间同步单元提供工作电压。所述数据传输单元采用485通信接口，接收信号采集模块的数据传输单元传输来的传感数据，并传输至数据处理单元。所述系统时间同步单元优选GPS模块，保持系统时间与GPS星座时间同步。
[0009]更进一步的，所述次声波传感单元包括次声波传感器、信号调理及模数转换模块，所述次声波传感器采集管道内的泄漏次声波传感信号，生成模拟信号，所述信号调理及模数转换模块将模拟信号进行调理后并转换为数字信号，生成传感数据。所述网络接口单元通过TCP协议与远端服务器进行数据通信。
[0010]本实用新型的有益效果为:突出了对管道泄漏检测设备实际工况条件的考虑，将信号采集模块和数据处理传输模块分离，并封装在两个仪表中，两者之间通过485总线进行通信，封装有信号采集模块的仪表安装在待测管道上，封装有数据处理传输模块的仪表通过一根专用线缆可以放置在距离信号采集模块几百到一千米以外的安全区域，网线、GPS天线等线缆可以随数据处理传输模块设置在比较方便的地方，避免了在管道现场安装过多的线缆造成的安全隐患，同时，这种分离式安装方式也减小了现场施工难度，大大降低了维护成本；采用GPS模块校正系统时间，对采集到的数字信号进行GPS时间打标，使信号标识时间不受网络延迟影响；信号采集模块直接输出数字信号，避免了输出模拟信号长距离传送中可能引入的噪声；通过TCP协议与远端服务器进行通信，可以保证通信速度和通信质量；实现对管道泄漏次声波信号的连续检测、精确授时，具有灵敏度高、实时性强、定位精确的优势。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型原理框图；
[0012]图2为实施例信号采集模块电路设计框图；
[0013]图3为实施例数据处理传输模块电路设计框图。
[0014]附图标记:
[0015]A.信号米集模块，B.数据处理传输模块，1.次声波传感器，2.信号调理及模数转换模块，3.ARM微处理器，4.RS485模块，5.电源模块，6.D⑶C模块，7.航空插座，8.专用线缆，9.RS485模块，10.ARM微处理器，11.网口芯片，12.GPS模块，13.模块电源，14.电源模块，15.继电器，16.安全栅，17.航空插座，18.射频同轴连接器，19.GPS天线。
【具体实施方式】
[0016]下面结合【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】:
[0017]本实用新型提供了一种次声波智能管道泄漏检测装置，在两个仪表壳体中分别封装信号采集模块A和数据处理传输模块B，所述信号采集模块A和数据处理传输模块B通过一根专用线缆8连接。
[0018]如图1所示，所述信号采集模块A包括供电单元、次声波传感单元、数据传输单元、控制单元，所述供电单元与次声波传感器单元、数据传输单元、控制单元分别连接，所述控制单元分别与次声波传感单元、数据传输单元连接；所述次声波传感单元用于采集管道内的泄漏次声波传感信号，生成传感数据；所述数据传输单元用于接收次声波传感单元生成的传感数据并向数据处理传输模块B传输；所述控制单元用于控制次声波传感单元和数据传输单元工作；所述供电单元向次声波传感单元、数据传输单元以及控制单元提供所需的工作电压。
[0019]如图2所示，所述次声波传感器单元包括次声波传感器1、信号调理及模数转换模块2，所述控制单元由ARM微处理器3及其外围电路组成，所述数据传输单元采用RS485模块4，所述供电单元包括电源模块5和DCDC模块6 ;所述电源模块5分别与RS485模块4、ARM微处理器3、信号调理及模数转换模块2和D⑶C模块6连接，所述ARM微处理器3分别与RS485模块4和信号调理及模数转换模块2连接，所述次声波传感器I有两接线端分别与信号调理及模数转换模块2和D⑶C模块6连接；所述电源模块5和RS485模块4通过一航空插座7与专用线缆8连接。所述次声波传感器I采集管道内的泄漏次声波传感信号，生成模拟信号；所述信号调理及模数转换模块2将模拟信号进行调理后并转换为数字信号，生成传感数据；所述ARM微处理器3通过SPI接口与信号调理及模数转换模块2通信，控制信号调理及模数转换模块2的模数转换过程，并读取转换后的结果，所述ARM微处理器3通过RS485接口完成与数据处理传输模块B的数据通信，把传感数据通过RS485模块4连续的发送到数据处理传输模块B ;所述RS485模块4接收次声波传感单元的传感数据，并转换为RS485协议电平，通过专用线缆8传输到数据传输处理模块B ;所述电源模块5由两片电源芯片及其外围电路组成，其中一片型号为LM2596S-5.0，LM2596S-5.0为D⑶C模块6提供5VDC,另一片型号为AMSl117-3.3，为RS485模块4、ARM微处理器3、信号调理及模数转换模块2提供3.3VDC ;所述D⑶C模块6变压输出供次声波传感器I使用的土 15VDC。
[0020]所述次声波传感器I采用CAS1-FPS-2011型次声波传感器，动态范围128dB，灵敏度 200mv/Pa。
[0021]所述信号调理及模数转换模块2采用AD7606-4芯片，AD7606-4芯片是一款4通道数据采集系统，内置模拟输入箝位保护、二阶抗混叠滤