[发明专利]一种基于模拟仿真技术的管网微小泄漏缺陷检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及压力管道缺陷检测技术领域，尤其涉及一种基于模拟仿真技术的管网微小泄漏缺陷检测方法及系统。

背景技术

管道供油工程是燃油运营服务的重要基础设施。供油工程包括长输管道、中转油库、使用油库和加油管网等关键组成部分。由于管道输送具有成本低、节省能源、安全性高及供给稳定等优点，管道运输在世界范围内迅速发展。由于长时间的运行腐蚀和磨损、设备的自然老化、地质灾害以及人为损坏等原因，燃油管网微小缺陷(如腐蚀穿孔、焊接裂缝等)导致的泄漏事故时有发生。燃油管网泄漏缺陷造成资源浪费，给管网的安全运行带来严重威胁，对周边生态环境和安全造成巨大损害。管道缺陷检测问题是目前管道供油系统面临的一大难题。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明提供一种基于模拟仿真技术的管网微小泄漏缺陷检测方法，考虑到各种对管道泄漏量改变明显的环境因素，本发明立足于对管道信号噪音的处理，将系统获得的信号通过维纳滤波方法抑制管道信号噪声，提高被检测信号的信噪比，并对管道数据进行校准，之后基于本发明提出的模拟仿真技术进行管网微小泄漏检测。该系统需要首先建立起管网的模拟仿真模型，并以过滤和校准后的压力和温度实时数据作为管网模拟仿真模型输入，通过模拟仿真技术计算管网泄漏率，当泄漏率高于一定门限时，系统发出管道泄漏报警。此外，还提供一种管网微小泄漏缺陷检测系统，具有：管道数据采集设备，包括：可编程逻辑控制器(PLC)，负责分段采集管道数据；远程终端单元(RTU)，负责分段采集管道数据；管网SCADA系统，包括：数据采集服务器，对可编程逻辑控制器或远程终端单元采集的管道数据进行读取处理，并通过总线传送到SCADA服务器；SCADA服务器，负责对采集数据进行运算、存储处理；管网SCADA系统提供每一个被测段的压力、温度或流量等测量值，通过管网SCADA系统的通讯接口与微小泄漏缺陷检测系统进行通信；微小泄漏缺陷检测系统，包括：通讯接口；泄漏检测主机，其控制管网SCADA系统进行测漏操作，当检测到管网泄漏时发出报警，并计算出泄漏率。

测试结果表明，该发明适用于检测管道微小泄漏，可在50分钟内检测到泄漏率为0.04升/小时/立方米的管道泄漏。该系统的检测速度、灵敏度和可靠性达到了国际先进水平。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1管网微小泄漏缺陷检测系统框图。

具体实施方式

基于模拟仿真技术的管网微小泄漏缺陷检测系统总体框图如图1所示，具有：管道数据采集设备，包括：可编程逻辑控制器(PLC)，负责分段采集管道数据；远程终端单元(RTU)，负责分段采集管道数据；管网SCADA系统，包括：数据采集服务器，对可编程逻辑控制器或远程终端单元采集的管道数据进行读取处理，并通过总线传送到SCADA服务器；SCADA服务器，负责对采集数据进行运算、存储处理；管SCADA系统提供每一个被测段的压力、温度或流量等测量值，通过管网SCADA系统的通讯接口与微小泄漏缺陷检测系统进行通信；微小泄漏缺陷检测系统，包括：通讯接口；泄漏检测主机，其控制管网SCADA系统进行测漏操作，当检测到管网泄漏时发出报警，并计算出泄漏率。以下详细说明系统处理的各个技术环节。

1.数据获取与管网SCADA系统的通讯

基于模拟仿真技术的管网微小泄漏缺陷检测系统可安装在任何支持与第三方软件通信的管网SCADA系统中。管网SCADA系统通讯接口可以是软件接口、工业以太网接口、现场总线接口或串行通信接口。

微小泄漏缺陷检测系统通过通讯接口从管网SCADA系统获取每一个被测段的压力、温度或流量等测量值。系统通过第三方软件接口每间隔固定时间向SCADA系统请求被测管段的压力和温度测量值。数据请求的时间间隔为0.01秒到10秒之间。SCADA系统通过数据接口向本系统提供相应数值。

系统核心处理部分根据SCADA系统提供的数据进行模拟仿真计算得到泄漏率，并判断是否发生微小泄漏。

2.管道压力数据噪声抑制

封闭管道系统发生微小泄漏时，参数变化是非常微小的。这种参数的微小变化，很容易淹没在背景噪声中，因此必须将背景噪声滤除。本发明采用滤波方法，可以在很大程度上降低背景噪声的影响。

1)定义管道信号模型如下：

y(t)＝s(t)+n(t)                              (1)