[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

摘要

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。

主权项

一种管网微小泄漏缺陷检测系统，包括：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；通讯接口，管网SCADA系统通讯接口为软件接口、工业以太网接口、现场总线接口或串行通信接口；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，微小泄漏缺陷检测系统通讯接口为软件接口、工业以太网接口、现场总线接口或串行通信接口；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；其中，泄漏检测主机基于模拟仿真技术进行管网微小泄漏缺陷检测，考虑到各种对管道泄漏量改变明显的环境因素，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，并对管道数据进行如下校准：P′＝f(温度，管径，壁厚等)对于特定的管线，实测多组数据后，可以确定上式中的数学模型和工作参 数；之后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，通过如下管网模拟仿真模型进行泄漏检测： Q = C d Aρ 2 ( P - P 0 ) ρ + 2 gh 其中，Q——液体泄漏流量，kg/s；Cd——排放系数，通常取0.6～0.64；A——泄漏口面积，m2；ρ——泄漏液体密度，kg/m3；P——容器内介质压力，Pa；P0——环境压力，Pa；g——重力加速度，9.8m/s2；h——泄漏口上液位高度，m；实际正压流体通过小孔发生泄漏时，还受到泄漏孔形状、位置、介质状态等影响，泄漏速度与理论速度不同；小孔排放系数Cd是正压流体泄漏时，实际泄漏速度与理论泄漏速度之比，用于补偿公式推导中忽略了的摩擦损失，因惯性引起的截面收缩等因素。