音波测漏系统介绍

1、一、一、迅速：泄漏发生60秒内测出； 安全：系统误报率一年少于一次；准确：泄漏监测报警最小孔径可达3毫米；精确：泄漏点定位误差小于30米；便捷：安装维护简单，施工不影响既有通讯和管道的正常运行，非专业人员也可以迅速掌握正确的操作方法； 经济：一次性投入较其他系统略高,维护费用却成倍降低，系统获得的整体优势能使漏盗损失大幅度减少； 八十年代初，美国科罗拉多天然气管道；九十年代初，德国汉诺威酸性气体集输管网；九十年代末，澳大利亚；本世纪，哥伦比亚成品油管道被盗事件等等。 当管道发生破裂时，现场数据采集处理当管道发生破裂时，现场数据采集处理器能立即接收管道内输送介质泄漏的瞬间所器能立即接收管道内输送

2、介质泄漏的瞬间所产生的音波震荡，通过比较数据库中的模型产生的音波震荡，通过比较数据库中的模型来确定管道是否发生了泄漏以及泄漏量等数来确定管道是否发生了泄漏以及泄漏量等数值；同时，利用管段两端的现场数据采集处值；同时，利用管段两端的现场数据采集处理器传送信号的时差，从而判断泄漏位置。理器传送信号的时差，从而判断泄漏位置。音波传感器现场数据采集处理器中心数据汇集处理器GPS接收器X XL L = L/2 + 1/2(t = L/2 + 1/2(t1 1 - t - t2 2) a) a泄漏位置: X XL L 管道长度：L L 流体音速: a a 泄漏音波传送到音波传感器的时间：t t 现场数据采

3、集处理器现场数据采集处理器现场数据采集处理器现场数据采集处理器音波传感器音波传感器中心数据汇集处理器中心数据汇集处理器GPS接收器接收器系统控制主机系统控制主机 音波传感器是采集泄漏信号的重要部件，它的特殊功能可音波传感器是采集泄漏信号的重要部件，它的特殊功能可捕捉很微小的物理震动信号，它可敏感地接收到带有压力捕捉很微小的物理震动信号，它可敏感地接收到带有压力的流体在管道流动的信号。即便是微弱的泄漏也会改变音的流体在管道流动的信号。即便是微弱的泄漏也会改变音波传感器中传输信号的特性。波传感器中传输信号的特性。音波传感器技术参数音波传感器技术参数工作电压：工作电压：105；环境温度：环境温度：-

4、310VDC30VDC；输出信号：输出信号：420mA；介质温度：介质温度：-30080；储存温度：储存温度：-30105；最大工作压力：最大工作压力：1500psi；与采集处理器数据传送格式：标准与采集处理器数据传送格式：标准420mA电流信号；电流信号；数据传送最大距离：数据传送最大距离：500m 音波传感器音波传感器GPSGPS时间同步设备时间同步设备现场及控制中心均装有现场及控制中心均装有GPS时间同步设备，其时间误差调整时间同步设备，其时间误差调整为为 500 nsec。因为各个采集处理器的时间同步为独立，不。因为各个采集处理器的时间同步为独立，不会因卫星通讯（会因卫星通讯（VAST

5、）故障或中断通讯而影响系统监测泄）故障或中断通讯而影响系统监测泄漏事件。漏事件。一个泄漏信号到达不同处理器的时间差都会显示一个泄漏信号到达不同处理器的时间差都会显示在两个不同的现场数据采集处理器的时钟上面。所有现场在两个不同的现场数据采集处理器的时钟上面。所有现场数据采集处理器的监控板时钟都保持同步。此效果是通过数据采集处理器的监控板时钟都保持同步。此效果是通过安装在每个现场数据采集处理器上面的全球卫星定位系统安装在每个现场数据采集处理器上面的全球卫星定位系统来达到。来达到。GPSGPS能够在能够在500nsec500nsec同步所有的现场数据采集处同步所有的现场数据采集处理器的时钟。理器的时

6、钟。 GPS技术参数技术参数工作电压：工作电压：8VDC36VDC；连接器：连接器： 12-针针 圆圆, 防水；防水；固定件：固定件： 1直杆；直杆；操作温度：操作温度：-4085；储存温度：储存温度：-55105；振动：振动： 0.008g2 /Hz 5Hz20Hz； 0.05g2 /Hz 20Hz100Hz； -3dB/octave 100Hz900Hz；操作湿度：操作湿度：095% RH,非直射光非直射光60。现场数据采集处理器现场数据采集处理器当运行管道发生破损泄漏时，现场的音波传感器当运行管道发生破损泄漏时，现场的音波传感器装置将会采集到管道破损瞬间产生的音波，并将装置将会采集到管道

7、破损瞬间产生的音波，并将音波信号传送到现场数据采集处理器。现场数据音波信号传送到现场数据采集处理器。现场数据采集处理器接收到相应信号后，当即对信号进行采集处理器接收到相应信号后，当即对信号进行处理并转换为固定格式的数字信号，并把数据上处理并转换为固定格式的数字信号，并把数据上传至中心数据汇集处理器。传至中心数据汇集处理器。 现场数据采集处理器技术参数现场数据采集处理器技术参数工作电压：工作电压：20VDC36VDC；工作电流（正常状态）工作电流（正常状态）: 200 mA & 24 VDC；操作温度：操作温度：-3085；储存温度：储存温度：-5085；相对湿度：相对湿度：0至至95，

8、不凝固状态；，不凝固状态； 与与SCADA系统数据传送格式：系统数据传送格式：RS-232端口，端口，RTU MODBUS协议。协议。中心数据汇集处理器中心数据汇集处理器中心数据汇集处理器将会监控现场数据采集处理器，中心数据汇集处理器将会监控现场数据采集处理器，能够将每个现场数据采集处理器从每个站点收集和能够将每个现场数据采集处理器从每个站点收集和整合的数据进行有序的排列。然后进行一系列的计整合的数据进行有序的排列。然后进行一系列的计算，确定是否发生真正的泄漏并确定具体泄漏位置。算，确定是否发生真正的泄漏并确定具体泄漏位置。中心数据汇集处理器技术参数中心数据汇集处理器技术参数工作电压：工作电压

9、：20VDC36VDC；工作电流（正常状态）工作电流（正常状态）: 200 mA & 24 VDC；操作温度：操作温度：-3085；储存温度：储存温度：-5085；相对湿度：相对湿度：0至至95，不凝固状态；，不凝固状态； 与与SCADA系统数据传送格式：系统数据传送格式：RS-232端口，端口，RTU MODBUS协议。协议。系统中央主机系统中央主机音波测漏系统控制主机由音波测漏系统控制主机由PCPC服务器为数据处理中服务器为数据处理中心，包括核心数据模型处理软件。庞大的对比型心，包括核心数据模型处理软件。庞大的对比型数据库及其专利算法，构成了音波测漏系统的核数据库及其专利算法，构成

10、了音波测漏系统的核心。操作者可输入心。操作者可输入/ /输出资料，并打印相关数据输出资料，并打印相关数据信息。信息。1、界面介绍、界面介绍 音波测漏系统监控人机界面采用的是音波测漏系统监控人机界面采用的是GE公司的公司的iFIX自动化自动化监控组态软件，友好的操作界面使用户可以快速上手。监控组态软件，友好的操作界面使用户可以快速上手。 下面我们介绍一下音波测漏系统的监控界面。下面我们介绍一下音波测漏系统的监控界面。 整个监控界面可以分为左右两部分，左边的部分为导航条，整个监控界面可以分为左右两部分，左边的部分为导航条，通过点击对应的按钮可以切换到不同的页面。通过点击对应的按钮可以切换到不同的页

11、面。 右边的部分为页面显示部分，是音波测漏系统显示各站场设右边的部分为页面显示部分，是音波测漏系统显示各站场设备工作情况、报警时直观的定位泄漏位置以及查询泄漏历史备工作情况、报警时直观的定位泄漏位置以及查询泄漏历史记录的功能页面。记录的功能页面。 共有四个页面，分别为：操作界面、工程界面、泄漏历史查共有四个页面，分别为：操作界面、工程界面、泄漏历史查询界面和历史趋势界面。询界面和历史趋势界面。操作界面直观的显操作界面直观的显示了音波测漏系统示了音波测漏系统的监控范围、的监控范围、SZ36-1CEP平台及陆上终平台及陆上终端压力和管道走向。端压力和管道走向。正常工作时，对应正常工作时，对应各站场

12、背景色显示各站场背景色显示绿色。如果有设备绿色。如果有设备硬件故障或者通讯硬件故障或者通讯故障时，绿色背景故障时，绿色背景会变红。会变红。发生报警时，发生报警时，操作界面下方操作界面下方会出现一个红会出现一个红色报警框，提色报警框，提示系统监测段示系统监测段发生泄漏，并发生泄漏，并显示泄漏时间显示泄漏时间及泄漏发生的及泄漏发生的位置，同时在位置，同时在管线泄漏位置管线泄漏位置会出现一个闪会出现一个闪动的靶心。动的靶心。工程界面详细的显示了各工程界面详细的显示了各站场的运行状况和参数，站场的运行状况和参数，包括各站场现场采集处理包括各站场现场采集处理器、器、GPS的工作状态，传的工作状态，传感器

13、压力、感器压力、GPS时间等。时间等。右下角是模拟泄漏测试按右下角是模拟泄漏测试按钮，可以模拟音波泄漏报钮，可以模拟音波泄漏报警。模拟泄漏报警的作用警。模拟泄漏报警的作用主要是检查系统软硬件是主要是检查系统软硬件是否工作正常。否工作正常。 右侧方框内是控制中心右侧方框内是控制中心Mastercomm、GPS运行状态以及清除泄漏报运行状态以及清除泄漏报警按钮等。警按钮等。动态压力动态压力滤波后的音波信号的峰值输出。显示滤波后的音波信号的峰值输出。显示值仅是相对的（在单个音波测漏站点，动态压力必值仅是相对的（在单个音波测漏站点，动态压力必须超过动态临界值才能报警泄漏事件）。须超过动态临界值才能报警

14、泄漏事件）。动态门限动态门限在前面轮流检测间隔中的最大动态临在前面轮流检测间隔中的最大动态临界值。动态临界值由音波测漏信号处理代码的几个界值。动态临界值由音波测漏信号处理代码的几个算法和用户可设的两个参数（最小临界值和临界值算法和用户可设的两个参数（最小临界值和临界值倍数）确定。解释如下：在单个音波测漏站点，动倍数）确定。解释如下：在单个音波测漏站点，动态压力必须超过动态临界值才能报警泄漏事件。态压力必须超过动态临界值才能报警泄漏事件。GPS时间时间同步音波测漏系统所有设备时间，准同步音波测漏系统所有设备时间，准确定位泄漏位置。确定位泄漏位置。传感器压力传感器压力音波测漏系统音波测漏系统VII

15、I站场的静态测量站场的静态测量压力。以原始的模拟压力。以原始的模拟/数字数值传输，由数字数值传输，由SCADA系统系统转换为工程单位。转换为工程单位。传感器信号传感器信号在前次轮询间隔中的峰值音波信号。在前次轮询间隔中的峰值音波信号。动态门限控制动态门限控制控制动态临界值，动态压力必控制动态临界值，动态压力必须超过动态临界值才能报警泄漏事件。须超过动态临界值才能报警泄漏事件。最小门限最小门限最小动态临界值，音波测漏系统最小动态临界值，音波测漏系统VIII现场数据采集处理器将以此报警音波事件。现场数据采集处理器将以此报警音波事件。信号延时信号延时等于双传感器阵列中传感器等于双传感器阵列中传感器A

16、到传到传感器感器B的音波传输时间。的音波传输时间。泄漏状态泄漏状态 传感器捕获到的泄漏音波。传感器捕获到的泄漏音波。站场间距站场间距千米或米标记的站场音波测漏传感千米或米标记的站场音波测漏传感器的位置。器的位置。盲区盲区在一个音波测漏传感器的盲区内的音波在一个音波测漏传感器的盲区内的音波事件信号将不被现场数据采集处理器用做泄漏报事件信号将不被现场数据采集处理器用做泄漏报警的采用数据。在现场数据采集处理器两端延伸警的采用数据。在现场数据采集处理器两端延伸范围内的管道是不受监控的（以米为单位）。范围内的管道是不受监控的（以米为单位）。传感器压差变动传感器压差变动压差变动超过这个值时，系压差变动超过

17、这个值时，系统将报警。统将报警。在系统日常运行时，在系统日常运行时，系统提供计算机键系统提供计算机键盘模拟泄漏测试，盘模拟泄漏测试，以测试系统是否在以测试系统是否在正常工作。正常工作。计算机模拟泄漏测计算机模拟泄漏测试可以依据以下步试可以依据以下步骤执行：骤执行：在工程界面点击在工程界面点击“模拟泄漏测试模拟泄漏测试”，在在1分钟内，模拟测分钟内，模拟测试段的两个现场数试段的两个现场数据采集处理器就会据采集处理器就会向中心数据汇集处向中心数据汇集处理器报告泄漏，并理器报告泄漏，并在系统监控画面显在系统监控画面显示。示。泄漏历史查询可泄漏历史查询可以对系统历史报以对系统历史报警数据进行查询，警数

18、据进行查询，左侧表格为泄漏左侧表格为泄漏历史数据，显示历史数据，显示内容有泄漏日期、内容有泄漏日期、时间、泄漏位置；时间、泄漏位置；右侧为查询条件，右侧为查询条件，可以选择想要查可以选择想要查询的时间段。询的时间段。记录了音波测漏系记录了音波测漏系统的历史数据趋势统的历史数据趋势图，共有图，共有6个记录，个记录，分别用六条不同颜分别用六条不同颜色的线来表示。色的线来表示。站场1传感器压力站场1动态压力站场1动态门限站场2传感器压力站场2动态压力站场2动态门限 点击中间点击中间下方的下方的“start date and time”可以选择想要可以选择想要查看的从某一查看的从某一时间段开始的时间段

19、开始的波形。波形。 点击中间点击中间下方的四个按下方的四个按钮可以选择界钮可以选择界面显示波形的面显示波形的时间长，也可时间长，也可以通过用鼠标以通过用鼠标框放大界面中框放大界面中所选择区域的所选择区域的那段波形。那段波形。 界面左下角显示的数据为当前传感器压力、动界面左下角显示的数据为当前传感器压力、动态门限及门限控制，当把鼠标移到中间线位置并且态门限及门限控制，当把鼠标移到中间线位置并且鼠标成一个左右箭头的时候，界面就会显示当前的鼠标成一个左右箭头的时候，界面就会显示当前的时间和相对应的参数的值。时间和相对应的参数的值。 点击左下角各参数前的选择框可以显示或隐藏点击左下角各参数前的选择框可

20、以显示或隐藏相对应的曲线。相对应的曲线。 系统正常工作时，可以点击左侧导航栏对应的系统正常工作时，可以点击左侧导航栏对应的按钮来查看不同界面，了解系统数据和各设备的运按钮来查看不同界面，了解系统数据和各设备的运行状况。行状况。 左下角登陆按钮为用户左下角登陆按钮为用户/管理员登陆，详细使管理员登陆，详细使用见第三部分。用见第三部分。 系统运行异常时界面会有明显特征：系统运行异常时界面会有明显特征： 设备故障：如果某个站场的设备发生故障，设备故障：如果某个站场的设备发生故障，则工程界面中相应设备会显示红色，同时操作界则工程界面中相应设备会显示红色，同时操作界面相应站场的绿色方块会变红色。面相应站

21、场的绿色方块会变红色。 通信故障：如果某站场通信故障，那么在通信故障：如果某站场通信故障，那么在操作界面这个站场的图标会显示红色，同时工程操作界面这个站场的图标会显示红色，同时工程界面中这个站场所有数据都会显示为界面中这个站场所有数据都会显示为FAULT。 当系统发生报警时，操作界面在泄漏发生位当系统发生报警时，操作界面在泄漏发生位置附近会出现一个闪动的准星动画，同时会显示置附近会出现一个闪动的准星动画，同时会显示一个红色报警框，里面标明泄漏发生的位置以及一个红色报警框，里面标明泄漏发生的位置以及报警时间和日期。工程界面也会出现同样的红色报警时间和日期。工程界面也会出现同样的红色报警框。打印机将会打印出一张泄漏报告。报警框。打印机将会打印出一张泄漏报告。 解除报警：点击工程界面左边解除报警：点击工程界面左边Mastercomm数据框里的清除报警按钮，报警将被解除。数据框里的清除报警按钮，报警将被解除。1、现场采集处理器、现场采集处理器/中心汇集处理器中心汇集处理器COM RX灯灯COM TX灯灯CPU灯灯事件指示灯事件指示灯GPS指示灯指示灯电源