SmartBall管道泄漏监测系统

66一、应用背景长距离输水管线多应用于跨区域的调水工程、城市水源工程、工业输水工程及农田灌溉等领域，具有距离长、口径大、运行压力高、输水量大等特点。

在实际应用中，受不同管材、管道埋设环境恶劣、安装方式差异、运营管理水平参差不齐等多种因素影响，长输管线安全运行存在如下风险：①水锤问题：带压长输管线在输水过程中，水流急剧变化会引起管道压力随之发生急剧变化，形成超出正常管道运行压力几倍甚至几十倍的水击，这种现象会破坏管道、阀门及其他附属物，长此以往还会增大管线发生故障的风险。

②水量安全：长输管线口径大、压力高，且大多数安装在位置偏远、人烟稀少的地区，一旦管道位移、腐蚀或现场安装不当，则容易出现突发性的爆管或在管道接头处发生不易察觉的小泄漏，导致大量的水资源流失。

③排气阀异常运行：长距离封闭输水管线上安装排气阀是最常见的消除水锤方法之一，但目前由于缺少对排气阀是否选型正确或布置合适、验证排气阀是否为正常有效工作状态的判断，弥合水锤造成的管道安全运行隐患仍未减轻。

④PCCP （预应力钢筒混凝土管）断丝安全：PCCP管因口径大、承压高的独特性广泛应用于很多调水工程中。

PCCP的强度取决于缠绕在管芯上的高强钢丝，有多种原因会导致钢丝损伤或腐蚀，达到一定程度后就会出现断裂，进而发生爆管事故。

二、方案简介赛莱默长输管线的安全监测及检测智慧化解决方案集合了实时监测和定期检测两项功能，基于先进的硬件监测设备，通过4G、NB-IoT无线传输或分布式光缆赛莱默长距离输水管线安全监测及检测智慧化解决方案杜晓蕾，顾 遥，王五平等有线传输方式获取监测数据，结合大数据分析、机器学习等人工智能技术，对海量的管线感知数据进行分析；同时，还可将多样化检测技术获取的管线状态信息纳入管线工程分析模型，从而实现对长输管线运营的长期实时安全监控以及定期安全状态评估，辅助用户制定主动的管线维护以及前瞻性的资产管理计划，为长距离输水管线提供全天候、全方位的安全守护。

智能化输油管道泄漏监测技术研究随着能源需求不断增加，输油管道的重要性和使用频率也日益增加。

然而，由于各种原因，输油管道泄漏的风险也在不断上升。

输油管道泄漏不仅会造成环境污染和经济损失，还会对人类健康带来潜在的危害。

因此，开发智能化输油管道泄漏监测技术，既符合能源发展需要，又可提高安全水平。

输油管道泄漏监测技术主要是通过对输油管道的监测和预警来实现管道泄漏事件的及早发现和处理。

其实现的关键在于利用智能化技术进行实时监测和数据分析。

这里主要介绍三类技术：1.无人机技术无人机技术可用于输油管道的飞行检查。

无人机可以快速地飞越输油管道，实时拍摄管道表面，并利用图像识别技术对管道表面的异常进行标记和记录。

这种技术可以大大减少人工检查的时间和成本，同时也可以提高检查的精度和准确性。

2.冷却水技术冷却水技术是一种针对高温输油管道泄漏的监测与预警技术。

该技术的原理是利用现代传感器监测管道表面的温度，并生成相应的温度图像。

当传感器监测到管道表面温度升高，表明管道可能存在泄漏的情况。

此时，系统会自动报警并启动冷却水喷雾系统，以有效降低温度，避免火灾或者其他危害的发生。

3.智能处理技术智能处理技术是一种针对输油管道泄漏数据的智能化处理技术。

该技术使用大数据分析和人工智能算法，对多种输油管道泄漏数据进行处理，包括管道温度、流量等数据。

这些数据被分析后，可以实现预测泄漏，提供管道损坏的概率评估，从而可以及早采取措施进行管道的维修和替换。

总之，智能化输油管道泄漏监测技术具有重要的应用价值。

该技术可以增强管道的安全性和可靠性，为人们的生产和生活提供更有效的能源保障，也有利于环保和可持续发展。

作者简介:王玉潇(1981—),女,中国水利水电第十一工程局有限公司海外事业部,工程师。

污水管道埋入地下,由于受地理环境、污水介质等诸多复杂因素的影响,随着年限的推移,会逐渐出现管道裂缝、渗漏等现象。

污水管道的渗漏不仅污染环境,而且严重时可能造成路面塌陷、房屋围墙倒塌,严重威胁人民的生命财产安全。

目前,通常采用CCTV 检测方法对污水管道渗漏进行检测,但是这种方法无法对微小渗漏进行检测,只对较大的渗漏点才能观测到。

由加拿大的Pure Technologies Ltd-Abu Dhabi 公司提供的Smartball 智能球泄露检测系统应用于污水管道中,很好地解决了对管道中微小渗漏进行检测和定位的问题。

1Smartball 简介Smartball 是以声波检测技术为基础,通过对压力管道中渗漏水流或气体异常声波的检测,而对微小渗漏进行识别和定位的一项技术,其主要包括智能球、主机、声波接收器(SBR)。

其中智能球是此检测系统的核心部件,智能球是一个装有声波传感器的专门用来检测渗漏点的球体,它由一个紧密的铝合金芯构成,其中包括电源、电子仪器、声波传感器、三轴加速器、三轴磁力计、GPS 同步超声波发射器、数据存储器、温度传感器。

铝合金芯外包一层氨基甲酸乙酯球壳,从而保证了结构的密封性和抗腐蚀性。

检测时,将智能球装在一个泡沫保护外壳里,这样可使装置在沿管线推进过程中扩大和管壁的接触面。

图1Smartball、泡沫保护壳及声波接收器Smartball 由发球设备进入管道后,随介质在管道内滚动前进,其在管道中移动的位置,对于渗漏的定位起着至关重要的作用。

图2中是一个声波传感器,将其固定在管线中,通过同轴电缆连接到Smartball 的接收器上。

对于Smartball 的追踪以及渗漏的定位,我们采用特殊的技术方法处理。

1)球体运动:Smartball 在沿管线移动过程中发出超声波,通过球体发出超声波到接收器接收的时间,通过严密计算来对球体进行定位。

Smartball 智能球渗漏检测系统在污水管道中的应用【摘要】Smartball 是以声波检测技术为基础，通过对压力管道中渗漏水流或气体异常声波的检测，而对微小渗漏进行识别和定位的一项技术，其主要包括智能球、主机、声波接收器（SBR）以及接收器。

通过内部的集成计时器和速度计计算出数据，可以准确的进行定位，放置在管道内的接收器（AGM）可以提高定位的精度。

对A V4～WO5段污水管线的现场应用，成功的检测出四处微小渗漏，实践证明，此系统对于污水管线中的细微渗漏能够很好的进行检测和定位，并且具有检漏精度高、效率高、适应性强不受管材影响等诸多优点。

【关键词】Smartball；渗漏检测；污水管道污水管道埋入地下，由于受地理环境、污水介质等诸多复杂因素的影响，随着年限的推移，会逐渐出现管道裂缝、渗漏等现象。

污水管道的渗漏不仅污染环境，而且严重时可能造成路面塌陷、房屋围墙倒塌，严重威胁人民的生命财产安全。

目前，通常采用CCTV检测方法对污水管道渗漏进行检测，但是这种方法无法对微小渗漏进行检测，只对较大的渗漏点才能观测到。

由加拿大的Pure Technologies Ltd-Abu Dhabi公司提供的Smartball 智能球泄露检测系统应用于污水管道中，很好地解决了对管道中微小渗漏进行检测和定位的问题。

1 Smartball 简介Smartball 是以声波检测技术为基础，通过对压力管道中渗漏水流或气体异常声波的检测，而对微小渗漏进行识别和定位的一项技术，其主要包括智能球、主机、声波接收器（SBR）。

其中智能球是此检测系统的核心部件，智能球是一个装有声波传感器的专门用来检测渗漏点的球体，它由一个紧密的铝合金芯构成，其中包括电源、电子仪器、声波传感器、三轴加速器、三轴磁力计、GPS 同步超声波发射器、数据存储器、温度传感器。

铝合金芯外包一层氨基甲酸乙酯球壳，从而保证了结构的密封性和抗腐蚀性。

检测时，将智能球装在一个泡沫保护外壳里，这样可使装置在沿管线推进过程中扩大和管壁的接触面。

管道泄漏监测解决方案序即使使用同样的材料,由于采用的技术不同，就会生产出性能迥异的产品；即使同样监测的是流量、压力、温度等常规信号，由于采用的算法不同，做出的管道泄漏监测系统也会有质的不同；绝大多数管道泄漏监测系统的差别不在于信号，而在于算法，由此便有了国外占主流地位的统计法和国内占主流地位的负压力波法；拥有独家发明专利的北京昊科航公司，率先推出了一种崭新的算法—基于模糊神经网络的算法，从而使管道泄漏监测系统有了如下业内领先的综合性能：1、无须设定任何参数，无须人工定位，真正的无人管理系统；2、无论是否有流量计，都能既无漏报又无误报；3、发生瞬时量的0.5%泄漏量时也能在0～3分钟内报警，大泄漏几米到几十米、小泄漏500米以内的定位误差；4、消除了各种仪表误差的影响，对现场信号要求不苛刻；5、自动识别各种生产工艺操作，消除了人工操作引起的误报警；6、多种可选择的冗余通信技术，保证了系统的全天候工作；7、凡是流体输送管道，无论是单段还是管网、无论是海底、陆地还是地下、无论是双层管还是单层管、无论是多品种顺序输送的成品油还是原油，只要是流体输送管道都能监测；8、完整的运行日志记录了各种操作和故障自检记录；9、永久的泄漏记录和历史曲线、智能报表；10、带有电子地图上的报警位置可同时显示里程和大地坐标。

目录一、系统简介1. HKH系列管道泄漏监测软件系统应用原理2. 系统工作原理3. 系统的主要性能指标和特点4. 系统应用二、应用案例解析1. 长距离多泵站串联密闭输送成品油输送管网的泄漏监测报警定位技术2. 油田集输管网的管道泄漏监测报警定位技术。

3. 抚顺—营口成品油输送管线监测报警定位技术。

4. 管线微泄漏的监测报警定位技术。

5. 中间有加热站的管道泄漏监测报警定位技术6. 高含水高凝油管线的监测报警定位技术。

7. 长期稳定运行、既无误报又无漏报的技术一、系统简介1. HKH系列管道泄漏监测软件系统应用原理1.1. 概述管道泄漏报警从宏观角度看并不困难。