石油管道泄漏報警定位儀
名稱：石油儀器
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簡介：石油管道泄漏報警定位儀原理:管道發生泄漏時泄漏點處由于管道內外的壓差，流體迅速流失，在泄漏點處的壓力迅速下降，同時以聲波在液體里的傳播速度向兩邊傳播。石油管道泄漏報警定位儀采用檢測泄漏點瞬態負壓波方法實現管道泄漏檢測和定位。石油管道泄漏報警...
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- 產品介紹
石油管道運輸在國民經濟建設中發揮著越來越重要的作用，它已成為現代社會不可缺少的組成部分。但是，隨著管線的增多、管齡的增長、人為破壞、以及不可避免的老化、腐蝕和其它自然損壞等原因，管道事故頻頻發生，威脅到人們的生命財產、生存環境，造成嚴重的資源浪費。我國油氣管道特別是東西部管網已經運行30年左右，管道泄漏報警定位系統的研究迫在眉睫。
石油管道的泄漏報警定位儀檢測原理：當管道發生泄漏時，泄漏點處由于管道內外的壓差，流體迅速流失，在泄漏點處的壓力迅速下降，同時以聲波在液體里的傳播速度向兩邊傳播。石油管道的泄漏報警定位儀采用檢測泄漏點瞬態負壓波的方法實現管道的泄漏檢測和定位。石油管道的泄漏報警定位儀定位公式可以簡單地寫為：
其中：a是負壓波在管道中的傳播速度；
△t為兩個檢測點接收負壓波的時間差；
L為所檢測的管道長度。
泄漏定位示意圖 :
實際上，負壓波在管道中的傳播速度受其中傳播介質的彈性、密度、介質溫度及管材等實際因素的影響，本系統為了更精確地對泄漏點進行定位，對此都根據實際管道情況予以充分考慮計算。在我們開發的系統中，利用全球衛星定位系統（GPS）可使分布不同地點的時鐘統一在幾十納秒的精度范圍內。在實際的工業現場中，存在著大量的電磁干擾、雜散電場干擾、動力電源干擾以及輸油泵振動等因素的干擾，將實際的有用的壓力信號埋沒其中，為此，該系統中采用了小波算法，對采集到的信號進行了有效的處理，以有效地提取關鍵信號，可以有效地提高檢測靈敏度。
二、石油管道的泄漏報警定位儀系統組成
1、系統硬件－由上潤項目組研制提供
系統由放置在上游泵站和下游泵站的現場監控系統以及中心調度監測系統組成。 每一監控系統硬件由一套傳感器（一只負壓波壓力檢測傳感器、一只流量變送器和溫度變送器）、數據采集卡板、信號調理器、GPS接收器、通訊數據網卡（或同步調制解調器）組成，由工業現場微機進行控制；系統針對不同的通訊環境采用不同的通訊設備，并根據實際情況組成監控網絡，可實現多節點，多分支，帶儲罐復雜管網環境下的管道監測報警與定位。
2、系統軟件－由天大項目組研制提供
系統采用模塊化設計，使系統可以根據不同的管道環境，不同的通訊環境，不同的技術要求進行不同的組合設計。
數據采集與數據處理模塊 在數據采集的同時，系統對數據進行濾波處理后，利用自動分段技術和簡單的模式識別技術對數據進行分析，當初步判斷異常時，即向主控程序置位告警；
數據通訊模塊（針對專線、微波通訊或者局域網）主控程序調用該模塊將被監測的管段的相關數據匯集，本系統根據具體的管道環境提供專線、微波通訊或者局域網等不同模塊；并進一步開發基于GSM的通訊模塊；
時間校對模塊 實現不同采集點的時間一致性。系統根據不同的組網方式提供不同的時間校對方法；
數據分析監測與報警模塊 系統根據兩端的壓力、流量、溫度等參數對工況已發生的變化進行數據處理分析并根據形成的判據判斷泄漏的發生并報警，同時用戶根據顯示出的工況開始曲線處理；
泄漏點定位模塊 系統根據用戶選定的范圍，并結合壓力、油溫、管徑、壁厚、分支、管長等參數，對泄漏點進行定位判斷；
用戶界面模塊 系統采用虛擬儀器技術（LABVIEW），具有友好的用戶界面，用戶可得到數據波形顯示，溫度指示等，同時可以查看歷史趨勢；
文件服務模塊和電子地圖模塊 系統在不斷的工作中，采集到的數據以文件的形式存在磁盤上，用戶可對數據進行處理（打印合并刪除等）和分析；電子地圖是可選項，以直觀顯示泄漏點；
三、系統特點
負壓波技術?系統采用以負壓波結構模式識別為主要技術的聯合技術方法，各站點只需一臺傳感器，系統泄漏檢測速度快，適于工業現場應用；
復雜信號處理?系統采用衛星定位系統、小波變換和多種先進的信號處理技術，系統對管道泄漏檢測復雜環境下可用性高；
高精度?綜合考慮管道諸多參數如管徑、油品特性、油溫、油壓、流速等的影響，系統檢測定位精度高；單傳感器?系統單點采用單個傳感器或附加流量和溫度傳感器，安裝在管道的泵站內，方便安裝、易于維護，降低成本；
多通訊模式系統具有多種通訊模式，可適應普通的電話線數據傳輸，基于微波的數據傳輸和基于IP/ATM數據網的典型數據線傳輸，也可實際使用需要使用基于GSM網絡的無線數據傳輸；
人機界面?系統采用虛擬儀器技術，具有良好的人機界面，以電子地圖顯示泄漏點（可選），長期保存管道運行數據，自動生成數據報表（可選）；
檢測系統組成示意圖 :
泄漏報警定位系統除達到國家部委行業有關標準規范要求的同時，還滿足以下指標要求:
1) 系統誤報率：≤2％；
2) 系統漏報率：≤1％；
3) 泄漏檢測靈敏度：對≥總流量1.5%的泄漏可發出正確的報警提示；
4) 報警反應時間：≤120秒；
5) 泄漏點定位誤差：≤管道站間長度的2%；
6) 有效性：能有效連續監測整條管道；
7) 準確性：能夠準確地檢測出泄漏，能準確分析判斷出因誤操作和設備故障等因素發出誤報警；
四、油氣管道分布式光纖安全預警技術
本項目組現正在進行管理安全預警系統的的研發試驗，主要用于油氣管道安全預警（如破壞、侵入、泄漏等）。
管道安全預警系統原理：
采用分布式光纖檢測技術即光纖干涉儀原理構成管道沿線分布的微振動傳感器，檢測管道沿線的振動信號。當管道發生泄漏或者管道周圍發生危害管道安全的事件，均會在管道附近產生振動信號，通過對管道沿線檢測到的振動信號進行分析和處理，就可以有效地檢測出管道沿線所發生泄漏或者管道周圍發生危害管道安全的事件，并能迅速確定出泄漏點或危害點的位置。系統已經在實驗室和短距離試驗管道上進行了測試試驗，將在長輸管道上進行現場測試。該項目投資少（只需管道沿線少量光纖），檢測靈敏，反映迅速，定位準確。是未來中國管道輸送安全檢測的發展趨勢。
