咨询热线:17736920826

工程检测

声波管道泄露检测技术

本站     2016-8-12 16:07:44    

一、声波检测技术的基本原理

声波不但能在空气中传播,而且能在液体和固体中传播。在空气中传播时,空气阻力使声波急剧衰减,其传播速度仅为340m/s。在钢管中传播时,由于受到极小的阻力,其传播速度高达5000m/s以上。

当人为地在输油气钢管上去掉保护层、装卡子、装阀门、打孔等过程中,产生的声波会沿着钢管高速传播。当安装在钢管外壁上的高灵敏度声学传感器接受到该声波时,将信号经放大、滤波、一线判别等处理后,声学传感器的坐标信号经无线传输设备发出,传给总站的主机。在主机上,将接收到的信号经过特殊的数字信号检测与处理进行二线判别,获得正确的报警信号。由于各分站(即检测点)为编码发送信号,故主机可定位接收信号,定位显示报警位置,同时记录报警时间。所以一旦发现盗油报警,主控计算机立刻自动启动报警系统。主控计算机还可定时向各分站发出探测信号,根据各分站的自动应答信号确定各分站设备的运行状况,如发现某一分站设备异常,同样发出报警信号。

二、系统设计的总体思路

现场信号采集所用的声波传感器可以检测到lkm以外的信号,经信号放大器(倍数为 100倍)放大后,送入DSP(数字信号处理)主板进行处理,判断是何种信号(如敲击、钻或是环境干扰信号)。然后将有用数据通过无线电传输送到总站,总站对接收到的数据进行处理、判断后给出相应的报警信息。

三、系统模块的工作原理和功能

(1)采用中科院声学院研制的高精度声波传感器,检测由钢管传过来的声音信号,经过放大器输出正负交替的波形。

(2) DSP板对传感器输入的信号进行采集,然后对数据进行时域和频域分析,每次可对 512个采样点进行分析。先根据幅值进行第一次判断,排除掉部分环境干扰信号,然后将剩余的信号进行频谱分析,分离出有用的信号。其中,钻的信号幅值较低,信号强度主要分布在中频区域内,经过DSP板上的双滤波器后可以滤掉大部分的外界干扰信号,基本上可很好的分离出有效的钻信号来。敲击信号的幅度较高,信号强度主要分布在低频区域内。根据这两个特点可以判断出是否为敲击信号,然后将处理完的数据通过无线电台传送到总站(一次报警传送16个字节)。

(3)总站接收两个分站传送回来的数据,根据传送回来的时间、幅度、分站号进行报警类型判别,如果为敲击信号,则给出准确定位。如果总站接收到钻的数据,则会在连续接收到三组相同信号后给出报警提示,这样就可以很好地减少误报和漏报。总站每隔1h对每个分站进行一次巡检,确保分站设备正常工作。在系统安全时间内,总站和分站处于休眠状态。

(4)整个分站由蓄电池供电,传感器功耗很低,一般仅为0.3mAh,DSP板在数据采集和处理时的功耗为44.5mAh,静候电流在20mA以下。电台发送数据时功耗为1.5mAh,发送一次报警所需时间为O.lso所以蓄电池在不充电的情况下够系统使用15天以上,太阳能电池板的充电 电流为200mA。

(5)数据传输通过无线电传输,传输速率为1200bps,数据经过定向天向增益后传输距离可以达到20km。

中铁城际规划建有限公司业务:物流园规划市政设计城乡规划管线探测沉降监测测绘测量园林工程设计

更多相关信息 还可关注中铁城际公众号矩阵 扫一扫下方二维码即可关注