[发明专利]一种非侵入式管道实时监测和预警及故障定位系统

摘要

本发明披露了一种非侵入式管道实时监测和预警及故障定位系统，属于管道系统温度压力监测和管道系统故障诊断技术领域，采用的方法包括三个方面，温度压力实时监测：压力监测和温度监测采用非侵入式测量方法，压力监测采用超声波非侵入式测量，温度采用传统温度传感器非侵入式测量，其传感器都是安装于管道外壁；预警：通过设计数据库对故障信号进行预警，故障定位：采用负压波检漏法对管道系统故障位置定位。

主权项

一种非侵入式管道实时监测和预警及故障定位系统，其特征在于：它依次包括下述步骤：步骤1.高精度的温度传感器安装于管道外壁，并在传感器表面涂上隔热涂层，超声波换能器对称安装于管道两侧，在温度传感器和超声波换能器外部安装金属罩，避免仪器受到外界损坏，同时超声波接收换能器附近安装噪音传感器，用于检测背景噪音；步骤2.对于管道系统中换能器和温度传感器及定位装置的安装：在管道拐弯处、升降处外壁安装超声波换能器和温度传感器，在管道非弯曲段的管道外壁按照一定的间距安装超声波换能器和温度传感器；并在每一对超声波换能器和温度传感器安装点安装一个定位装置；步骤3.温度传感器通电后开始工作，通过数据处理单元的A/D转换实现管道系统温度实时监测；通电后，压力的实时监测如下所述：（1）数据处理单元启动定时器T0开始计时，同时数据处理单元发射信号启动超声波发射控制单元，超声波发射控制单元产生一定频率和幅值的脉冲信号激发超声波发射换能器，超声波发射换能器产生超声波透过管道送至接收换能器，接收换能器把接收到的信号经过转换送至数据处理单元，数据处理单元经过处理得出第一次测量的压力值；（2）数据处理单元接收到第一次测得的信号过后立刻启动另一个定时器T1开始定时，通过T1的周期中断再次启动定时器T0并且发射信号启动超声波发射控制单元，重复（1）的过程从而得出第二次压力值；（3）经过重复（1）、（2）的过程，不断循环得出压力值从而实现压力实时监测；步骤4.通过实验数据对被测压力值进行校正，其方法如下：取被测介质，用高精度的压力表测量该介质在不同温度下的压力值，再与用超声波测压法测量得到的压力值进行比较，得出它们在相同条件下的差值，并把不同温度下的差值建立数据库，在现场测量中根据不同温度进行压力值补偿；步骤5.通过定位装置获得每个安装点的位置信息，与该位置的温度、压力信息组合成一帧数据，多个安装点数据依次形成多帧数据，建立历史数据库，以此为基础，通过信号处理技术建立管道不同位置的温度三维模型、压力三维模型；步骤6.根据管道系统正常工作的历史数据、温度和压力变化规律，确定不同位置温度和压力变化阈值；如果实际监测的温度和压力变化超过所设定的相应的阈值，则通过报警单元报警，确定温度和压力异常地段，并利用信号处理方法，计算出故障位置，进行相应地处理。