一种基于声波管道泄漏点定位检测仪开发.doc

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1、一种基于声波的管道泄漏点定位检测仪的开发沈功田1，刘时风2，1.中国特种设备检测研究院，北京1000132.北京声华兴业科技有限公司，北京1000291关键词：声波；管道；泄漏；定位；检测仪1研究目的我国现有7万多公里的城市埋地燃气输送管道，其中有40％已运行20年左右，不少管道已进入事故高发阶段。在埋地燃气管道和自来水管道的泄漏检测定位仪器的制造方面，国内为空白，国外英国、德国和法国主要有仪器销售，但仅适用于自来水的泄漏检测，不能用于泄漏信号频率较高的燃气管道泄漏检测的要求。针对我国城市埋地燃气管道泄漏检测的现状、存在问题和市场需求，国

2、家于2006年10月向中国特种设备检测研究院和北京声华兴业科技有限公司下达“十一五”科技支撑课题，开展埋地燃气管道泄漏声学方法检测关键技术研究，研制便携式埋地燃气管道泄漏点定位检测仪样机，填补国内空白，以提高我国埋地燃气管道检测技术水平。2基于声波的管道泄漏检测原理基于声波的管道泄漏点定位原理如图1所示，A，B为两个声发射传感器，其中泄漏点位于两个传感器之间。将A，B两个传感器接受到的信号作互相关，得出信号传到A，B两个位置时的时间差Δt，从而得到如下的公式：X=[D-(V*Δt)]/2式中，X=泄漏点距参考传感器Ａ的距离；D=两个传感器

3、之间的距离；V=声波传播的速度；Δt=从相关函数得出的泄漏信号到达传感器的时间差[5]。图1基于声波的管道泄漏点定位原理图2埋地管道泄漏点定位检测仪3基于网络技术的管道泄漏定位检测仪的开发开发的埋地管道泄漏点定位检测仪的如图2所示，仪器系统由一台笔记本电脑和多个分别安装在官道上的传感器与泄漏信号采集模块组成，通过GPS天线校准时间，确保漏点的高精度定位；主机可以通过CDMA无线模块保持实时在线控制各信号采集模块，各信号采集模块也可通过CDMA无线模块向笔记本电脑传输采集到的数据；另外，采集模块上设有USB通讯接口，可采用USB线与笔记本电

4、脑进行快速数据传；通过在笔记本电脑上的数据分析软件，可对泄漏信号进行相关定位分析，给出泄漏点的位置和给出泄漏量的大小。图3为埋地管道泄漏点定位检测分析软件的界面，其主要包括5个窗口。图3埋地管道泄漏点定位检测分析软件界面4结论通过对研制的仪器进行现场测试和进行多种情况下埋地管道气体泄漏的检测试验，得到如下结论：1)相关定位是进行埋地燃气管道泄漏点定位的有效方法；2)基于波形的小波分析重构可以提高埋地燃气管道泄漏点定位的灵敏度；3)适用于埋地燃气管道泄漏点定位的频率主要位于10KHz到60KHz的范围；4)泄漏产生的声发射信号是通过管道内空

5、气介质传播的,声速在300～350m/s的范围内；5)在内压不变的情况下，泄漏声发射信号强度随着泄漏孔直径的增加而增加；6)已开发完成的埋地压力管道泄漏点定位检测仪器样机具有如下技术特点：1)泄漏定位的精确度：≤探测器间距的2%，最大为±3米；2)在管道0.4MPa的压力下，50米传感器间距可探测到1mm孔的泄漏信号,100米传感器间距可探测到3mm孔的泄漏信号；3)硬件采用数字化电路,具有基于网络远程控制与数据传输的功能；4)软件采用Windows2000、WindowsXP及后续版本的操作系统；兼容性好，易于升级。