石油管道泄漏报警定位仪
名称：石油仪器
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简介：石油管道泄漏报警定位仪原理:管道发生泄漏时泄漏点处由于管道内外的压差，流体迅速流失，在泄漏点处的压力迅速下降，同时以声波在液体里的传播速度向两边传播。石油管道泄漏报警定位仪采用检测泄漏点瞬态负压波方法实现管道泄漏检测和定位。石油管道泄漏报警...
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- 产品介绍
石油管道运输在国民经济建设中发挥着越来越重要的作用，它已成为现代社会不可缺少的组成部分。但是，随着管线的增多、管龄的增长、人为破坏、以及不可避免的老化、腐蚀和其它自然损坏等原因，管道事故频频发生，威胁到人们的生命财产、生存环境，造成严重的资源浪费。我国油气管道特别是东西部管网已经运行30年左右，管道泄漏报警定位系统的研究迫在眉睫。
石油管道的泄漏报警定位仪检测原理：当管道发生泄漏时，泄漏点处由于管道内外的压差，流体迅速流失，在泄漏点处的压力迅速下降，同时以声波在液体里的传播速度向两边传播。石油管道的泄漏报警定位仪采用检测泄漏点瞬态负压波的方法实现管道的泄漏检测和定位。石油管道的泄漏报警定位仪定位公式可以简单地写为：
其中：a是负压波在管道中的传播速度；
△t为两个检测点接收负压波的时间差；
L为所检测的管道长度。
泄漏定位示意图 :
实际上，负压波在管道中的传播速度受其中传播介质的弹性、密度、介质温度及管材等实际因素的影响，本系统为了更精确地对泄漏点进行定位，对此都根据实际管道情况予以充分考虑计算。在我们开发的系统中，利用全球卫星定位系统（GPS）可使分布不同地点的时钟统一在几十纳秒的精度范围内。在实际的工业现场中，存在着大量的电磁干扰、杂散电场干扰、动力电源干扰以及输油泵振动等因素的干扰，将实际的有用的压力信号埋没其中，为此，该系统中采用了小波算法，对采集到的信号进行了有效的处理，以有效地提取关键信号，可以有效地提高检测灵敏度。
二、石油管道的泄漏报警定位仪系统组成
1、系统硬件－由上润项目组研制提供
系统由放置在上游泵站和下游泵站的现场监控系统以及中心调度监测系统组成。 每一监控系统硬件由一套传感器（一只负压波压力检测传感器、一只流量变送器和温度变送器）、数据采集卡板、信号调理器、GPS接收器、通讯数据网卡（或同步调制解调器）组成，由工业现场微机进行控制；系统针对不同的通讯环境采用不同的通讯设备，并根据实际情况组成监控网络，可实现多节点，多分支，带储罐复杂管网环境下的管道监测报警与定位。
2、系统软件－由天大项目组研制提供
系统采用模块化设计，使系统可以根据不同的管道环境，不同的通讯环境，不同的技术要求进行不同的组合设计。
数据采集与数据处理模块 在数据采集的同时，系统对数据进行滤波处理后，利用自动分段技术和简单的模式识别技术对数据进行分析，当初步判断异常时，即向主控程序置位告警；
数据通讯模块（针对专线、微波通讯或者局域网）主控程序调用该模块将被监测的管段的相关数据汇集，本系统根据具体的管道环境提供专线、微波通讯或者局域网等不同模块；并进一步开发基于GSM的通讯模块；
时间校对模块 实现不同采集点的时间一致性。系统根据不同的组网方式提供不同的时间校对方法；
数据分析监测与报警模块 系统根据两端的压力、流量、温度等参数对工况已发生的变化进行数据处理分析并根据形成的判据判断泄漏的发生并报警，同时用户根据显示出的工况开始曲线处理；
泄漏点定位模块 系统根据用户选定的范围，并结合压力、油温、管径、壁厚、分支、管长等参数，对泄漏点进行定位判断；
用户界面模块 系统采用虚拟仪器技术（LABVIEW），具有友好的用户界面，用户可得到数据波形显示，温度指示等，同时可以查看历史趋势；
文件服务模块和电子地图模块 系统在不断的工作中，采集到的数据以文件的形式存在磁盘上，用户可对数据进行处理（打印合并删除等）和分析；电子地图是可选项，以直观显示泄漏点；
三、系统特点
负压波技术?系统采用以负压波结构模式识别为主要技术的联合技术方法，各站点只需一台传感器，系统泄漏检测速度快，适于工业现场应用；
复杂信号处理?系统采用卫星定位系统、小波变换和多种先进的信号处理技术，系统对管道泄漏检测复杂环境下可用性高；
高精度?综合考虑管道诸多参数如管径、油品特性、油温、油压、流速等的影响，系统检测定位精度高；单传感器?系统单点采用单个传感器或附加流量和温度传感器，安装在管道的泵站内，方便安装、易于维护，降低成本；
多通讯模式系统具有多种通讯模式，可适应普通的电话线数据传输，基于微波的数据传输和基于IP/ATM数据网的典型数据线传输，也可实际使用需要使用基于GSM网络的无线数据传输；
人机界面?系统采用虚拟仪器技术，具有良好的人机界面，以电子地图显示泄漏点（可选），长期保存管道运行数据，自动生成数据报表（可选）；
检测系统组成示意图 :
泄漏报警定位系统除达到国家部委行业有关标准规范要求的同时，还满足以下指标要求:
1) 系统误报率：≤2％；
2) 系统漏报率：≤1％；
3) 泄漏检测灵敏度：对≥总流量1.5%的泄漏可发出正确的报警提示；
4) 报警反应时间：≤120秒；
5) 泄漏点定位误差：≤管道站间长度的2%；
6) 有效性：能有效连续监测整条管道；
7) 准确性：能够准确地检测出泄漏，能准确分析判断出因误操作和设备故障等因素发出误报警；
四、油气管道分布式光纤安全预警技术
本项目组现正在进行管理安全预警系统的的研发试验，主要用于油气管道安全预警（如破坏、侵入、泄漏等）。
管道安全预警系统原理：
采用分布式光纤检测技术即光纤干涉仪原理构成管道沿线分布的微振动传感器，检测管道沿线的振动信号。当管道发生泄漏或者管道周围发生危害管道安全的事件，均会在管道附近产生振动信号，通过对管道沿线检测到的振动信号进行分析和处理，就可以有效地检测出管道沿线所发生泄漏或者管道周围发生危害管道安全的事件，并能迅速确定出泄漏点或危害点的位置。系统已经在实验室和短距离试验管道上进行了测试试验，将在长输管道上进行现场测试。该项目投资少（只需管道沿线少量光纤），检测灵敏，反映迅速，定位准确。是未来中国管道输送安全检测的发展趋势。
