管道泄漏次声波监测技术及传感器

    管道是输送液体和气体介质的主要途径之一，长距离输油和输气管道在我国的应用范围十分广泛。根据统计资料显示，我国目前现有的长距离输油管道总长达5万多公里。如此巨大的输油管道网络，维修和保养的难度可想而知。

    管道泄漏是对管道运输安全及输送效果影响的问题之一，腐蚀、外力及其他因素会导致管道在运行过程中出现穿孔和泄漏，造成持续的经济损失和安全隐患。管道泄漏的监测可以有效预防和减少管道泄漏事故的发生，或及时的发现管道泄漏故障并予以维修。

管道泄漏的监测方法很多，但其中很多方法都有成本高、操作难的缺点。目前国际上比较先进的管道泄漏监测技术中，有一种次声波技术比较适合长距离的输油管路监测。这种管道次声波监测技术的原理是次声波的传播特性。

    管道的次声波监测技术，是通过监测管道内介质在打通管壁时产生的次声波来实现泄漏监测的，在管道监测的实践过程中科研人员发现，这种特殊的声波受管道内其他杂波的影响很小，传播速度稳定、传播距离远，能清晰的被接收单元所接收，从而实现查漏和定位两个功能。

管道的次声波监测技术在实际使用时，多和GPS及生产数据库等系统搭配，共同组成完整的管道泄漏监测和定位系统，根据管道的实际生产数据声场相应的可视化操作界面，以便于管道的运营部门能更有效的实现管道管理。

管道测漏的主要方法

次声波技术为输油管道泄漏自动监测准确定位 

    泄漏是输油管道运行中的主要故障。在输油管道运行过程中，由于腐蚀穿孔及其他外力破坏等原因，泄漏事故时有发生，给油田造成了巨大的经济损失。特别是打孔盗油活动严重干扰了正常的输油生产，也带来了重大安全隐患。因此，泄漏监测不仅成为输油管道安全生产管理的重要工作内容，也是保证管道正常运行不可缺少的保障。
　　输油管道泄漏自动监测技术在国外广泛应用，美国等发达国家立法要求管道必须采取有效的泄漏监测系统。我国管道检漏技术的研究起步较晚，清华大学、天津大学等单位从上世纪90年代中期开展研究，而真正实际应用则是在近几年。
　　输油管道检漏方法主要有两类：直接检漏方法和间接方法。直接方法就是利用预置在管道外的检测元件直接测出泄漏介质。这种方法可以检测到微小的渗漏，并能定位，但要求在管道建设时与管道同时安装。间接方法就是通过检测管道运行参数的变化推断出泄漏的发生，这种方法的灵敏度不如直接方法高，适合检测较大的泄漏（一般1%左右），优点是可在管道建设后不影响生产的情况下安装，并可不断升级。
　　高管道泄漏监测定位技术，是多学科集成技术。该系统集成了次声波管道泄漏定位技术、GIS（地理信息管理系统）和GPS（卫星定位系统）。它是基于GIS技术的综合管理平台，适合长距离、多管段、复杂条件下的应用。系统以GIS为基础，建立可视化的生产信息管理平台，实现生产数据的集中管理和共享，适合于管道管理中对生产运营管理和安全管理要求。
　　以次声波法为的管道运行安全管理监测系统，担负着管道异常泄漏的监测。此系统实时监测管道运行状况，针对打孔偷盗泄漏进行全天候的监测。此技术具有很高的监测灵敏度和定位。
　　以GPS系统为的定位导航系统，可以地引导管理人员快速进入事发现场，全天候的技术支持可保证野外抢险活动的和快速反应。可限度提高现场指挥和施工管理的质量和安全系数。
　　次声波技术，是国内新近引入管道泄漏监测领域的一种新型的监测技术，用于监测管内流体在突破管壁束缚时产生的次声波。实践中，该波特性受管内的杂波影响极小，传播速度恒定，信号能够非常清晰地传递到远端接收单元，为准确定位创造了条件。因此，结合此项技术的监测系统能够对泄漏位置进行准确定位。
　　次声波管道泄漏监测仪采用表动态响应并能根据输送管道动态变化设定量程的电声换能器，接收管道运行过程中由于泄漏引起介质瞬间物理扰动而产生和次声波。仪器安装在管道的末端，捕捉由于泄漏声波到达管道末端音波管道泄漏监测仪的时间差(这个时间差由GPS进行授时)，从而计算泄漏点的具体位置。该系统以独特的电子地图界面作为数据可视化管理的基本操作界面，形象地为生产管理人员提供数据服务，为计算机信息管理技术的推广应用提供有力的技术支持。该系统能和生产数据库系统有机地结合起来，数据互动查询，实现对生产数据的可视化管理。可以在管理界面上管理任意站场的各种生产管理数据，方便用户的日常管理和使用习惯。

通过实践检验，将管理中心平台、次声波管道泄漏监测定位技术和GPS导航技术结合在一起的高管道泄漏监测报警定位系统将是的技术方案。三部分系统的集合，构成完整的管道安全管理体系。直观的人机界面方便了管理人员的操作和对泄漏发生地信息的即时了解，快速的报警系统，确保泄漏在短时间被发现，GPS导航系统保证了所有有关部门和单位都能在短时间到达事发现场。

                             气体管道次声测量传感器包装箱