次声波管道泄漏监测技术说明书

基于次声波检测技术的管道泄漏预测研究随着社会的发展，能源消耗量逐年攀升，而能源的输送与储存都需要涉及大量的管道。

然而，管道泄漏时有发生，给环境和社会带来了严重的损失。

因此，如何预测管道泄漏及时采取措施防止事故的发生成为了很重要的工作。

近年来，基于次声波检测技术逐渐成为了管道泄漏预测研究的热点，本文将从次声波检测技术的原理、应用优势和现状三个方面进行探讨。

一、次声波检测技术的原理【次声波的定义】首先，让我们来了解一下什么是“次声波”。

次声波是指频率范围在20Hz以下的声波，也叫超低频声波。

在空气中无法直接感受到，但在液体介质中传播距离较远。

相比于常见的声波，次声波具有更强的穿透力和传播距离。

【次声波检测原理】次声波检测技术即是利用超低频声波在管道内的传播来检测管道内可能存在的漏洞。

在次声波检测时，需要将次声发生器放置在管道入口处，产生高频信号并将信号通过液体传输到管道内，经管道内介质的反射、散射、吸收等作用后回到管道入口处。

次声传感器将回传的信号转换成电信号，并通过信号分析算法计算出管道内的漏洞大小和位置。

二、基于次声波检测技术的管道泄漏预测的应用优势【检测准确性高】次声波检测技术可以在不拆除管道、不影响管道运行的情况下进行检测，其检测准确性与管壁材料、管径、管道长度、液体介质等因素无关，且能够检测到漏洞的大小和位置。

【成本低廉】相比于其他传统的检测方法，比如辐射检测、超声波检测等，次声波检测技术的设备和操作成本都较低，因此更加经济实用。

【适用范围广】次声波检测技术可适用于各类建筑管道、石油、化工、水利等行业的液体储存与输送管道的检测。

近期，次声波检测技术在钢铁、铝质等工业产业的无损检测中也得到广泛应用。

三、目前基于次声波检测技术的管道泄漏预测研究现状目前，次声波检测技术的应用已经取得了一些成果。

一些研究者在发现次声波检测技术可以检测到管道内的漏洞后，对其进行了更深入的研究。

例如，有研究人员针对不同材质管道的漏洞检测进行了比较研究，发现次声波检测技术对短时漏洞检测精度较高；还有研究者从从参数优化和多点同时检测的角度探讨了次声波检测技术的检测效果提升。

基于次声波的海底输油管道泄漏监测系统实施摘要：通过次声波传感器，数据采集处理器以及GPS/北斗卫星同步接收装置安装，服务器以及监控主机部署。

在服务器上安装服务器主站软件，监控主机上安装监测软件。

针对不同孔径模拟泄放测试获取数据，对系统算法进行优化。

最终采用12mm和6mm泄放孔径进行测试表明，次声波泄漏监测系统能够有效进行报警，响应时间小于120s，定位精度可达±50m。

关键词：次声波泄漏监测输油管道实施海底管道是海洋油氣资源输送的生命线，承担着原油、天然气以及水的输送重任。

海底管道在服役过程中，由于腐蚀、工程质量、第三方破坏和自然与地质灾害等多方面原因，时常发生事故。

海底管道一旦泄漏，轻则造成停产，引起经济损失;重则产生环境污染，破坏海洋生态[1-2]。

海底输油管道采用管中管形式，光纤类泄漏监测方法无法实施。

次声波泄漏监测技术由于仅在管道两端安装传感器和分析处理装置，同时次声波波长长，传播距离远，因此可以用于在役海底输油管道的泄漏监测。

1 硬件设施安装某海底输油管道，长度约69 km，平台端输送压力3MPa，登陆终端压力0.5MPa。

通过现场调研，进行系统安装设计。

次声波泄漏监测系统由一个负责数据处理的主站和一个负责数据采集的分站组成。

主站一般布置在用户的中心控制室，它由一台高品质的数据服务器、专业的控制软件和信号处理软件、报警系统和通信系统组成，分站是系统的现场单元，它由高精度次声波传感器、音波放大器、信号采集分析系统和通信系统组成[3]。

实施过程中进行如下安装工作。

对于平台端：（1）安装次声波测漏传感器，并将电缆连接到数据采集分析器。

（2）中控室安装分站数据采集处理器，包括：数据采集系统、数据处理系统、通信系统等部分。

（3）在中甲板安装GPS/北斗卫星同步接收设备，并将GPS信号电缆铺设至分站数据采集处理器。

对于登陆终端：（1）安装两支次声波传感器，分别使用电缆连接到中控室内数据采集处理器;（2）中控室安装分站数据采集处理器，包括：数据采集系统、数据处理系统、通信系统等部分。

iSafe-LD100 次声波管道测漏系统方案建议书南京声宏毅霆网络科技有限公司地址:江苏省南京市高新技术开发区惠达路6号北斗大厦16楼邮政编码:210032目录1. 概述 (4)1.1 iSafe-LD100次声波管道泄漏监测系统简介 (4)1.2 iSafe-LD100次声波管道泄漏监测系统的原理 (4)1.3 项目简介 (5)2. iSafe-LD100泄漏监测系统设计 (6)2.1设计依据 (6)2.2设计原则 (6)3. 项目方案 (7)3.1系统效能 (7)3.2系统配置图 (8)3.3站场设备配置清单 (9)3.4系统功能说明 (10)3.4.1 ACU现场处理器 (10)3.4.2次声波传感器： (10)3.4.3GPS： (10)3.4.4泄漏监测服务器 (11)3.5系统硬件产品规格说明 (12)3.5.1 ACU产品规格如下： (12)3.5.2 监测服务器主机的产品规格如下： (12)3.6系统电气要求 (13)3.7系统通信要求 (13)3.8系统安装要求 (13)3.8.1ACU的安装 (13)3.8.2传感器安装 (13)3.8.3 GPS安装 (13)3.8.4泄漏监测服务器安装 (14)4.项目周期 (15)5.系统调试与验收 (16)5.1调试概述 (16)5.2出厂测试 (16)5.3管道泄漏实验 (16)5.4管道泄漏实验安排 (16)6.质量保证、售后服务 (17)7.培训 (17)1.概述1.1iSafe-LD100次声波管道泄漏监测系统简介iSafe-LD100管道泄漏监测系统，采用目前国际领先的次声波管道泄漏实时监测技术，能准确迅速地发现油气管道泄漏，并确定泄漏点位置。

iSafe-LD100系统具有灵敏度高、误报率低、定位精准等优点。

可应用于液相流、气相流、多相流、海底管道等不同工况环境中。

1.2 iSafe-LD100次声波管道泄漏监测系统的原理一般管道泄漏监测方法都是监控管道运行的各种物理量变化来判断管道是否发生泄漏，因此产生了流量法、实时模型法、负压波法等管道泄漏监测技术。

1231 引言目前，对输送油气的线路和管道有很多种泄露的检测方法，根据泄露检测的媒介性质，大体上有直接和间接两种检测方法。

直接检测法主要依靠员工的个人巡线，通过观察泄漏时表露出地表的痕迹和散发出的气味等进行判断；间接检测法就是根据泄漏引起的管道内压力、流量、声音等的变化进行检测；直接检测法工人的劳动强度过大，且在北方由于冰雪覆盖等环境的原因大大增加了巡线的难度；间接检测法最常用的是负压波法和瞬态模型法。

基于次声波在传播过程中衰减小、传感器灵敏度高、传感器安装简单等特点，次声波油气管道泄漏检测有较好的发展前途。

2 次声波的概念及特点次声波是频率小于20Hz的声波。

其特点是频率低、衰减小、传播速度稳定、传播距离远，能沿着管道内的流体介质长距离的传播，适合长距离信号检测。

次声波的频率很低，在20Hz以下，但它的波形长度很长。

它比一般的光波、声波和无线电波都要传得远。

由于次声波本身的频率并不高，所以大气对次声波的吸收程度也不大，所以他的穿透能力相对来说很强，可传播至极远处而能量衰减很小，其吸收的能力还不到万分之几，能传到大概数千米甚至更远的距离。

3 次声波法检测原理当输油气的管道产生泄漏时，泄漏信号沿着管道内流体介质向两端传播，安装在管道两端的次声波传感器能够检测到该信号，通过分析该信号，能够确定管道是否发生泄漏，并能准确计算出泄漏位置。

由于泄漏点距离管道两端次声波传感器的距离不同，所以同一波形到达管道两端存在时间差。

因此，知道了首、末两端传感器之间的距离，以及次声波在管道内的传播速度V ，就可以计算出泄漏点距首端传感器的距离X 。

2L V T X −⋅∆=式中：X —泄漏点距首端传感器的距离；L —首、末两端传感器之间的距离；V —次声波的传播速度；T ∆—次声波到达首、末两端传感器的时间差。

4 系统设计4.1 数据处理程序接收信号中受到高频噪声的影响很大，从而有必要对接收到的信号进行良好的滤波处理，才能进行的数据收集，分析。

2.3应急响应发生下述情况时应及时报警:交通肇事、槽罐泄漏、火灾爆炸、中毒事故。

报警内容主要包括事故类型、内容、发生地点等。

根据发生情况,驾驶员应及时采取应急措施:如出现人员伤亡，应请求其他车辆运送伤员至附近医疗点,或直接向医疗机构说明情况，发生事故具体位置、伤员数量及情况、出现次生危害和人员中毒情况;如车辆因起火，立即使用灭火器灭火;槽罐泄露时应做好防护措施，使用工具进行堵漏，使用围堰等措施防止化学品流入至河流等，如果无法有效控制泄露，应及时将人员、车辆及时转移到上风向方位。

2.4实地考察实地考察主要指评价小组实地对运输路线进行考察。

在行驶过程中分工进行，对现场路况、路貌详细记录,了解风险点处于何种地理环境，了解道路平坦程度及交警部门的指示要求。

在中途休息时，评价小组应认真分析路段风险等级，制定好控制措施［4］。

2.5动态管理随着物联网时代的来临，车辆管理网络化将成为管理趋势,车辆电子铅封，在线预约排队等措施,将有效掌握车辆的实时动态，减少司机赶时间等现象的出现。

单单是做好道路风险评价工作还是不够的，除此之外，还要与行驶地区的气候、环境、道路维护情况等相结合，重新制定风险控制措施，对于一些动态变化要及时更新,不断优化和完善风险控制措施。

3源头管理加强托运、承运、装卸环节管理。

使用符合标准且与危险货物相匹配的车辆、设备运输，及时收货,并按照操作规程进行卸货。

加强危险货物运输装备的安全管理。

车辆应取得认证证书；常压罐车罐体生产企业应当取得生产许可证。

罐车罐体、可移动罐柜、罐式集装箱需经具有专业资质的检验机构检验合格。

危险货物包装容器属于移动式压力容器或者气瓶的，应当满足特种设备相关要求。

规范危险货物运输车辆运行管控措施。

明确押运员、警示标志、防护用品、应急救援器材、安全卡等人员和安全设施的配备要求,以及承运人对车辆、驾驶人的监控管理要求。

严格限制危险货物运输车辆行驶速度，高速公路及其他道路分别不超过80km/h和60km/h。