[发明专利]一种基于超声波声速的管道泄漏定位方法及装置

权利要求书

1.一种基于超声波声速的管道泄漏定位方法及装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：建立待测流体输送管道超声波声速与管道内部压力之间的数学关系式；

步骤二：在待测流体输送管道首末站安装超声波传感器并采集超声波声速信号；

步骤三：获取泄漏点产生的超声波信号传送至流体输送管道首末站的时间差；

步骤四：采用到达流体输送管道首末站的超声波声速信号拐点的时间差与负压波波速，计算泄漏点的位置。

2.如权利要求1所述的基于超声波声速的管道泄漏定位方法及装置，其特征在于，所述仪表包括超声波传感器。

3.如权利要求1所述的基于超声波声速的管道泄漏定位方法及装置，其特征在于，所述建立待测流体输送管道超声波声速与管道内部压力之间的数学关系式，具体采用如下公式：

a_c＝1447+4×ΔT+(1.6×10^-6)·P

其中，a_c是超声波声速信号，ΔT是(T-10℃)，T是管道内部流体温度，P是管道内部压力。

4.如权利要求1-3所述的基于超声波声速的管道泄漏定位方法及装置，其特征在于，在步骤四中，由负压波波速计算公式可知，K为介质体积弹性系数，Pa；ρ为介质的密度，kg/m³；E为管道材质的弹性模量，Pa；D为管道直径，mm；C为与约束条件相关的修正系数；e为管壁厚度，mm。负压波波速的计算可根据管道实际的情况进行计算。

5.如权利要求1-4所述的基于超声波声速的管道泄漏定位方法及装置，其特征在于，在步骤四中，基于超声波声速的管道泄漏定位公式为：

其中，x是泄漏位置距离管道首站的距离，管道首末站超声波波速传感器之间距离为L，到达流体输送管道首末站超声波声速信号拐点的时间差Δt，及根据管道实际情况确定负压波波速a。

6.一种基于超声波声速的管道泄漏定位方法及装置，其特征在于，包括超声波声速信号获取模块及计算模块，其中，

所述超声波声速信号获取模块用于获取超声波声速信号传递时间差；

所述计算模块用于采用超声波声速的管道泄漏定位方法，计算泄漏点位置。

7.根据权利要求6所述的基于超声波声速的管道泄漏定位方法及装置，其特征在于，所述超声波声速信号获取模块包括数据采集单位以及所述数据采集单元相连接的超声波传感器。

8.根据权利要求7所述的基于超声波声速的管道泄漏定位方法及装置，其特征在于，所述超声波声速信号获取模块通过小波包分析及互相关分析方法进行信号分析处理以获取超声波声速信号传递到流体输送管道首末站的时间差。

9.根据权利要求8所述的基于超声波声速的管道泄漏定位方法及装置，其特征在于，所述计算模块通过超声波声速信号拐点的时间差与负压波波速，计算泄漏点的位置。