天然氣管線泄漏監測系統技術方案

天然氣管線泄漏監測系統，包括數據單元和終端監測系統，所述數據單元包括采集裝置、信號處理模塊和無線通訊裝置，所述采集裝置與壓力變送器、聲波傳感器、流量信號轉換器(僅安裝于輸氣及接氣站)連接，由壓力變送器、聲波傳感器、流量信號轉換器(僅安裝于輸氣及接氣站)將采集的信號發送給采集裝置，并由采集裝置發送到信號處理模塊進行處理，處理后的數據通過無線通訊裝置由終端監測系統調取；所述終端監測系統包括無線通訊裝置、處理單元和報警裝置，無線通訊裝置將收到的數據結果發送給處理單元，處理單元對結果數據進行判斷，對異常數據交由報警裝置進行報警。本實用新型專利技術可有效的對氣體管線的泄漏進行判斷并及時報警、定位。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種天然氣管線泄漏監測系統。
技術介紹
天然氣管道泄漏，不僅給企業帶來巨大的經濟損失，造成資源的浪費和環境的污染，如不及時發現，極易引發火災、爆炸、環境污染等災難性事故，威脅到人民生命財產的安全。因此，研究輸氣管道泄漏實時監測技術，迅速發現泄漏事故并準確定位，及時采取有效措施，最大限度地減少損失和對環境的污染，為輸送提供最大的安全保障，是非常重要的。市場動態及原理分析輸氣管道檢漏方法主要有兩類直接檢漏方法和間接方法。直接方法就是利用預置在管道外的檢測元件(如檢漏光纜)，直接測出泄漏介質引起的變化。這種方法可以檢測到微小的滲漏，并能定位，但是要求在管道建設時與管道同時安裝。間接方法就是通過檢測管道運行參數的變化推斷出泄漏的發生，如檢測聲波、壓力、流量等方法，這些方法的靈敏度不如直接方法高，適合檢測較大的泄漏，優點是可在管道建設后不影響生產的情況下安裝，并可不斷升級。泄漏監測系統的技術關鍵要解決兩方面的問題一是管道發生泄漏時檢測的報警，二是泄漏點的精確定位。針對這兩項關鍵技術我公司采用聲波檢測法、負壓波檢測法和流量檢測法相結合的方法，綜合各種方法的優勢，對不足進行相互彌補，以達到對泄漏進行快速報警和準確定位的目的。負壓波法、流量對比法在輸氣管道監測中的局限性負壓波法、流量對比法進行監測，分別在管道兩端安裝壓力、流量等傳感器、建立采集裝置、通訊裝置，在管理站建立終端監測系統，另一端將采集到的信號數據實時發送給管理站終端監測系統，通過監測軟件對是否泄漏進行分析判斷，并對泄漏進行報警定位。該方法在輸油管道監測中廣泛應用，效果良好。因為氣體可壓縮性遠遠大于液體，在輸油管道監測中普遍應用的負壓波及流量對比法，在輸氣管線中均不完全適用。氣體管線泄漏時同液體存在相同的特性，泄漏處由于管道內外的壓差，使泄漏處的壓力突降，泄漏處周圍的氣體由于壓差的存在向泄漏處補充，在管道內產生負壓波動，從泄漏點向上、下游傳播，并以指數律衰減，逐漸歸于平靜，但由于氣體的壓縮彈性很大，壓力減小，管道內的氣體開始膨脹，泄漏產生的負壓波會被氣體體積膨脹所稀釋，當傳到兩端的檢測點的壓力采集裝置時會產生較大衰減(視泄漏點距兩端點遠近距離而定)，檢測裝置可能對該壓力變化反應較小且反應速度較慢，但可通過增加傳感器數量，來達到對泄漏產生的壓力下降進行及時有效的捕捉。泄漏發生后，由于泄漏點氣體從管道中漏失，致使輸送端同接收端的流量會產生輸差，同樣由于氣體的壓縮彈性很大，泄漏發生時輸送端與接收端的流量變化(輸差)不會快速反應出來，但延長判斷時間仍可進行識別。聲波檢測法在管道泄漏監測中的優點及不足聲波法進行監測，在管道沿途從起點至終點，每隔一段距離安裝傳感器、信號放大器、太陽能電池板、后備電池、采集裝置、通訊裝置，將采集到的信號連續的發送給終端監測系統，通過監測軟件對是否泄漏進行分析判斷，對泄漏進行定位。眾所周知物體間的相互碰撞均會產生振動，發出聲音，形成聲波，聲波不但能在空氣中傳播，而且能在液體和固體中高速傳播，當人為地在輸油氣鋼管上去掉保護層、裝卡子閥門、打孔等過程中，產生的聲波會有別于正常的聲波信號，經判別后可區分出該信號，通過監測點收到該信號的強弱及傳播速度即可判斷出該信號(泄漏)發生處位置。該方法可有效發現泄漏，且定位準確，但由于管道介質輸送過程中各種操作、管道附近的較大震動等產生的聲波均可能引起誤判斷，因此單獨靠聲波來進行監測，其可靠性低，誤報率高，其實用價值不大。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種天然氣管線泄漏監測系統，解決天然氣管線泄漏過程中存在的監測問題。本技術的目的是通過以下技術方案來實現天然氣管線泄漏監測系統，包括數據單元和終端監測系統，所述數據單元包括采集裝置、信號處理模塊和無線通訊裝置，所述采集裝置與壓力變送器、聲波傳感器、流量信號轉換器(僅安裝于輸氣及接氣站)連接，采集裝置與信號處理模塊連接，所述信號處理模塊與無線通訊裝置連接，由壓力變送器、聲波傳感器、流量信號轉換器(僅安裝于輸氣及接氣站)將采集的信號發送給采集裝置，并由采集裝置發送到信號處理模塊進行處理，處理后的數據通過無線通訊裝置由終端監測系統調取；所述終端監測系統包括無線通訊裝置、 處理單元和報警裝置，無線通訊裝置連接到處理單元，處理單元與報警裝置連接，無線通訊裝置將收到的數據結果發送給處理單元，處理單元對結果數據進行判斷，對異常數據交由報警裝置進行報警。所述處理單元包括數據轉換模塊、信號調理模塊、數據預處理模塊。在所述數據單元設置有太陽能電池板，太陽能電池板連接到備用電池，由備用電池進行供電。在管理站建立終端監測系統，安裝監測軟件，在管道兩端站內安裝聲波、壓力、流量傳感器、采集裝置、信號處理模塊、通訊裝置，實時采集聲波信號、壓力信號及流量信號， 管理站終端監測系統通過無線通訊裝置實時調取各站點數據單元的數據；沿途從起點至終點，每隔一段距離在管線上安裝聲波傳感器、壓力傳感器、信號處理設備、太陽能電池板、 后備電池、采集裝置、信號處理模塊、通訊裝置，實時采集聲波信號、壓力信號，終端監測系統通過無線通訊裝置實時調取各個數據單元的數據，通過監測軟件對是否泄漏進行分析判斷，對泄漏進行報警定位。本技術可有效的對氣體管線的泄漏進行判斷并及時報警定位。附圖說明下面根據附圖和實施例對本技術作進一步詳細說明。圖1是本技術實施例所述的采用壓力變送器、聲波傳感器、流量信號轉換器 (僅安裝于輸氣及接氣站)的天然氣管線泄漏監測系統的模塊結構圖。具體實施方式如圖1所示，本技術所述的天然氣管線泄漏監測系統，包括數據單元和終端監測系統，所述數據單元包括采集裝置、信號處理模塊和無線通訊裝置，所述采集裝置與壓力變送器、聲波傳感器、流量信號轉換器(僅安裝于輸氣及接氣站)連接，采集裝置與信號處理模塊連接，所述信號處理模塊與無線通訊裝置連接，由壓力變送器、聲波傳感器、流量信號轉換器(僅安裝于輸氣及接氣站)將采集的信號發送給采集裝置，并由采集裝置發送到信號處理模塊進行處理，處理后的數據通過無線通訊裝置由終端監測系統調取；所述終端監測系統包括無線通訊裝置、處理單元和報警裝置，無線通訊裝置連接到處理單元，處理單元與報警裝置連接，無線通訊裝置將收到的數據結果發送給處理單元，處理單元對結果數據進行判斷，對異常數據交由報警裝置進行報警。所述處理單元包括數據轉換模塊、信號調理模塊、數據預處理模塊。在所述數據單元設置有太陽能電池板，太陽能電池板連接到備用電池，由備用電池進行供電。在管理站建立終端監測系統，安裝監測軟件，在管道兩端站內安裝聲波、壓力、流量傳感器、采集裝置、信號處理模塊、通訊裝置，實時采集聲波信號、壓力信號及流量信號， 管理站終端監測系統通過無線通訊裝置實時調取各站點數據單元的數據，沿途從起點至終點，每隔一段距離在管線上安裝聲波傳感器、壓力傳感器、信號處理設備、太陽能電池板、后備電池、采集裝置、信號處理模塊、通訊裝置，實時采集聲波信號、壓力信號，終端監測系統通過無線通訊裝置實時調取各個數據單元的數據，通過監測軟件對是否泄漏進行分析判斷，對泄漏進行報警定位。本技術可有效的對氣體管線的泄漏進行判斷并及時報警定位。權利要求1.天然氣管線泄漏監測系統，包括數據單元和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．天然氣管線泄漏監測系統，包括數據單元和終端監測系統，其特征在于，所述數據單元包括采集裝置、信號處理模塊和無線通訊裝置，所述采集裝置與壓力變送器、聲波傳感器、流量信號轉換器連接，采集裝置與信號處理模塊連接，所述信號處理模塊與無線通訊裝置連接；所述終端監測系統包括無線通訊裝置、處理單元和報警裝置，無線通訊裝置連接到處理單元，處理單元與報警裝置連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃定軍，
申請(專利權)人：黃定軍，
類型：實用新型
國別省市：13