一种石油运输管道压力监测系统的制作方法

本实用新型涉及监测领域，尤其涉及一种石油运输管道压力监测系统。

背景技术：

随着石油和天然气工业的发展，我国油气管道建设突飞猛进，目前管道运输已经成为路上油气传输的主要方式。我国现有的油气管道中的60%已经运行20年左右，东部一些原油管网已经运行了30年以上，管道老化严重。由于管线腐蚀和盗油的原因，管道泄漏事件频发，造成了能源的浪费和环境污染。

常规的管道泄漏检测方法一般是基于压力传感器采集管道内的压力信号，通过压力变化来判定管线的是否堵塞或出现漏点。基于压力传感器的管道检测方法在应用时需要用到压力信号的传输与显示，但当压力信号传输距离长的情况下，应用传统的一般信号线传输压力信号，会因为压力信号的大幅度衰减且背景噪声大等问题，无法满足在传输末端对压力信号的采集及处理要求。所以，传统的固定式压力检测装置不能满足技术人员不用到现场、在监控室即可看到压力信号变化，进而判断管线是否泄漏的要求。

技术实现要素：

本实用新型就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种石油运输管道压力监测系统。其能够使维修技术人员在监控室内便可监测石油管道内的压力变化情况，进而判断是否发生漏油或盗油，为技术人员及时排除故障提供方便。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种石油运输管道压力监测系统，包括：压力传感器、光端机、控制器及上位机；控制器包括信号处理模块、A/D转换模块及微处理器；光端机有两个，分别为位于管道外壁的发射光信号的发射光端机和位于监控室内的接收光信号的接收光端机；所述控制器及上位机位于监控室内。

所述压力传感器设置于管道内腔侧壁；压力传感器的输出端与发射光端机的输入端电连接，发射光端机与接收光端机之间通过光纤连接，接收光端机的输出端与所述信号处理模块的信号输入端口相连，信号处理模块的信号输出端口与A/D转换模块的输入端相连；A/D转换模块的信号输出端与所述微处理器的信号输入端相连；微处理器通过串口与上位机相连。

作为本实用新型的一种优选方案，所述微处理器选用单片机。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述控制器还包括电源模块、时钟与复位电路模块和超限报警模块；微控制器的I/O输出口与超限报警模块的信号输入口相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述信号处理模块包括放大器U1、放大器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1和电容C2；放大器U1的电源正端及放大器U2的电源正端分别与电源正极相连，放大器U1的电源负端及放大器U2的电源负端分别接地；放大器U1的正输入端与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与地相连；放大器U1的负输入端分别与接收光端机的输出信号及电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端分别与电容C1的一端、电容C2的一端及电阻R7的一端相连；电容C1的另一端接地，电容C2的另一端分别与放大器U2的正输入端及电阻R5的一端相连；电阻R7的另一端与放大器U2的输出端相连；电阻R5的另一端接地；放大器U2的负输入端分别与电阻R4的一端及电阻R6的一端相连，电阻R4的另一端接地，电阻R6的另一端与放大器U2的输出端相连。

与现有技术相比本实用新型有益效果。

本实用新型可实现压力信号的远距离传输，能够使维修技术人员在监控室内便可监测石油管道内的压力变化情况，进而判断是否发生漏油或盗油，为技术人员及时排除故障提供方便。且本实用新型为弱电供电，节能安全，适用于不间断的监测工作。

本实用新型所述接收光端机输出信号经控制器处理后输出给上位机，经控制器处理后的信号幅值增大、背景噪声小，有利于上位机对信号的进一步处理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型原理框图。

图2是本实用新型信号处理模块电路图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括压力传感器、光端机、控制器及上位机；控制器包括信号处理模块、A/D转换模块及微处理器；光端机有两个，分别为位于管道外壁的发射光信号的发射光端机和位于监控室内的接收光信号的接收光端机；控制器及上位机位于监控室内。

所述压力传感器设置于管道内腔侧壁；压力传感器的输出端与发射光端机的输入端电连接，发射光端机与接收光端机之间通过光纤连接，接收光端机的输出端与所述信号处理模块的信号输入端口相连，信号处理模块的信号输出端口与A/D转换模块的输入端相连；A/D转换模块的信号输出端与所述微处理器的信号输入端相连；微处理器通过串口与上位机相连。

压力传感器选用罗斯蒙特3051S压力传感器。

A/D转换模块选用了鸿格的7017FC，该模块有8路差分模拟量输入通道，12位分辨率，采样速度为每秒20次，有2个数字量输出通道，满足需要，且运行稳定。

超限报警模块选用众海的型号为ZH6727的报警模块。

光端机选用HD-CVI模拟同轴高清光端机。

所述单片机选用STM32系列单片机。

如图2所示，所述信号处理模块包括放大器U1、放大器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1和电容C2；放大器U1及放大器U2的电源正端与电源正极相连，放大器U1及放大器U2的电源负端接地；放大器U1的正输入端与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与地相连；放大器U1的负输入端分别与接收光端机的输出信号及电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端分别与电容C1的一端、电容C2的一端及电阻R7的一端相连，电容C1的另一端接地；电容C2的另一端分别与放大器U2的正输入端及电阻R5的一端相连；电阻R7的另一端与放大器U2的输出端相连；电阻R5的另一端接地；放大器U2的负输入端分别与电阻R4的一端及电阻R6的一端相连，电阻R4的另一端接地，电阻R6的另一端与放大器U2的输出端相连。放大器U2的输出端与A/D转换模块的输入端相连。

所述放大器U1选用芯片OP07，放大器U2选用LM741C。信号处理电路将光端机输出的信号先经放大器U1及相关部分电路进行放大,再经由放大器U2及外围电阻电容组成的二阶滤波电路进行滤波，去除有用信号频带外的噪声。最后将经信号处理模块处理后的信号输入到A/D转换模块。

所述控制器还包括系统电源模块、时钟与复位电路模块和超限报警模块；微控制器的I/O输出口与超限报警模块的信号输入口相连。上述电路模块对于本领域技术人员来说，是熟知的，在此不做详细描述。

本实用新型可实现压力信号的远距离传输，能够使维修技术人员在监控室内便可监测石油管道内的压力变化情况，进而判断是否发生漏油或盗油，为技术人员及时排除故障提供方便。且本实用新型为弱电供电，节能安全，适用于不间断的监测工作。本实用新型所述接收光端机输出信号经控制器处理后输出，再输入上位机，信号幅值增大、背景噪声小，有利于上位机对信号的进一步处理。

实际应用中，将压力传感器固定于管道内腔侧壁内，压力传感器采集管道内的压力信号，压力传感器与置于管道外侧的用于发射的光端机相连，另一用于接收的光端机置于监控室内，压力信号经两光端机之间的光纤传输到监控室内，控制器对接收机端的信号做进一步的放大去噪处理，然后将上位机做后续的显示等，提醒工作人员，现场是否漏油。解决了传输距离长的情况下，应用一般的信号线传输压力信号，会因为压力信号的大幅度衰减且背景噪声大的问题。工作人员经上位机显示的压力信号的变化，判断是否有漏油、盗油、管道堵塞等情况发生。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。