CN104654026B - 油气管道泄漏声发射内检测***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油气管道泄漏声发射内检测***及方法，该***，包括：设置在待测油气管道内部的管道泄漏内检测器，用于获取待测油气管道声波信号，产生对应电信号，同时获取第一时钟数据及与第一时钟数据对应的管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据，将电信号、第一时钟数据和里程数据保存并发送给上位机；上位机，用于接收管道泄漏内检测器发送的电信号、第一时钟数据和与第一时钟数据对应的里程数据，在电信号的RMS或ASL大于预设阈值时确定泄漏发生，然后根据第一时钟数据和里程数据确定泄漏点的位置。该***能克服现有技术的局限性，从管道内部对泄漏检测，能进行管道长距离连续检测，灵敏度高，成本低，体积小。

Description

油气管道泄漏声发射内检测***及方法

技术领域

本发明涉及油气管道输送技术领域，尤其涉及一种油气管道泄漏声发射内检测***及方法。

背景技术

管道输送是与铁路、公路、水运、航运并列的五大运输行业之一，它作为八大类特种设备之一，广泛用于石油、化工、化肥、电力、冶金、轻工、医药等各工业领域和城市燃气、供热***，几乎一切流体在其生产、加工、运输及使用过程中都使用压力管道。截止到2014年底，我国拥有压力管道约90万公里。我国现有油气管道中约有40％已运行20年左右，不少管道已进入事故高发阶段。由于油气管道输送介质具有易爆、易燃、有毒等危险特性，且油气管道常埋在地下，因此使泄漏检测变得困难。如果泄漏得不到及时发现并加以制止，不仅造成能源浪费、经济损失，而且可产生***、火灾、环境污染等灾难性事故，造成巨大的生命和财产损失。

现有的油气管道泄漏监测与检测主要有基于硬件和软件的检测方法。基于硬件的方法是指利用各种不同的物理原理设计的硬件装置，如基于视觉的红外线温度传感器，基于听觉的超声波传感器，基于嗅觉的碳氧检测装置等，将其携带或铺设在管线上，以此来检测管道的泄漏并定位；基于软件的方法则是根据计算机数据采集***实时采集管道的流量、压力、温度及其它数据，利用流量或压力的变化、物料或动量平衡、***动态模型、压力梯度等原理，通过计算对泄漏进行检测和定位。但是我国目前的油气管道泄漏监测与检测技术都有其相应的局限性，现有的泄漏监测技术和***主要适用于具有完善数据采集***的油气管道，且只能发现较大的泄漏；现有的泄漏检测技术和仪器仅能对管道的局部管段从外部进行泄漏检测，没有能够快速对整条油气管道进行泄漏检测的技术和仪器，因此，管道一旦发生泄漏，往往需要花费大量的物力、人力和时间来寻找泄漏点，为管道的安全运行带来事故隐患。目前对油气管道的内腐蚀检测，由可在管道内部运动的内检测器来完成，但还没有成熟的管道内部泄漏内检测器，目前采用声发射技术定位已经被引入管道中的进行腐蚀检测的装置和方法，但主要是定位探测器单元的位置，该探测器单元用于探测携载液体的管道内的异常，与本发明所涉及内容不同。

鉴于此，如何从管道内部对油气管道进行长距离连续、整体的检测，以提高安全性成为目前需要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种油气管道泄漏声发射内检测***及方法，能够克服目前油气管道泄漏检测技术的局限性，从油气管道内部对泄漏进行检测，满足管道长距离连续检测要求，灵敏度高，成本低，体积小。

第一方面，本发明提供一种油气管道泄漏声发射内检测***，包括：管道泄漏内检测器和上位机；

所述管道泄漏内检测器，设置在埋地的待测油气管道的内部，用于获取待测油气管道的声波信号，产生与所述声波信号对应的电信号，同时获取第一时钟数据以及与所述第一时钟数据对应的所述管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据，将所述与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据进行保存并发送给所述上位机；

所述上位机，用于接收所述管道泄漏内检测器发送的与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，在所述与所述声波信号对应的电信号的均方根电压RMS或平均信号电平ASL大于预设阈值时，确定泄漏发生，然后根据所述第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，确定泄漏点的位置。

可选地，所述管道泄漏内检测器包括：传感器、处理模块、第一时钟模块、里程模块、第一存储器和低频电磁发射机；

所述传感器、所述处理模块、所述第一时钟模块、所述里程模块、所述第一存储器及所述低频电磁发射机均与所述处理模块连接；

所述传感器，用于获取待测油气管道的声波信号，产生与所述声波信号对应的电信号，将所述电信号发送给所述处理模块；

所述第一时钟模块，用于产生第一时钟数据信号；

所述里程模块，用于产生所述管道泄漏内检测器在所述待测油气管道内运行的里程数据；

所述处理模块，包括：中央处理器，用于接收所述传感器发送的电信号，同时获取第一时钟数据以及与所述第一时钟数据对应的所述管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据，将所述电信号、所述第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据保存在所述第一存储器中并发送给所述上位机；

所述低频电磁发射机，用于发射低频电磁信号，所述低频电磁发射机安装在所述管道泄漏内检测器的前端。

可选地，所述处理模块还包括：前置放大器、模数转换器、和复杂可编程逻辑器件；

所述传感器、所述模数转换器均与所述前置放大器连接，所述模数转换器、所述前置放大器和所述中央处理器均与所述增益放大器连接；

所述前置放大器，用于将所述传感器输出的电信号进行放大；

所述模数转换器，用于将放大后的电信号由模拟电信号转换为数字电信号；

所述复杂可编程逻辑器件，用于控制所述前置放大器的增益和控制所述模数转换器，并对所述数字电信号进行采集并发送给所述中央处理器；

相应地，所述中央处理器，具体用于接收所述复杂可编程逻辑器件发送的数字电信号，同时获取第一时钟数据以及与所述第一时钟数据对应的所述管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据，将所述数字电信号、所述第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据保存在所述第一存储器中并发送给所述上位机；

相应地，所述上位机，具体用于接收所述管道泄漏内检测器发送的数字电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，在所述数字电信号的均方根电压RMS或平均信号电平ASL大于预设阈值时，确定泄漏发生，然后根据所述第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，确定泄漏点的位置。

可选地，所述***还包括：

多个低频电磁接收机，设置在埋地的待测油气管道正上方地面的预设定位跟踪点，用于接收所述管道泄漏内检测器中的低频电磁发射机所发射的低频电磁信号，获取接收所述低频电磁信号时的第二时钟数据，将所述第二时钟数据进行保存并发送给所述上位机。

可选地，所述低频电磁接收机，包括：数字信号处理器、第二时钟模块、第二存储器；

所述第二时钟模块及所述第二存储器均与所述数字信号处理器连接；

所述第二时钟模块，用于产生第二时钟数据；

所述数字信号处理器，用于接收所述低频电磁发射机发射的低频电磁信号，获取第二时钟模块发送的接收所述低频电磁信号时的第二时钟数据，将所述第二时钟数据保存在所述第二存储器中并发送给所述上位机。

可选地，所述低频电磁接收机还包括：与所述数字信号处理器连接的蜂鸣器和/或显示屏，用于提示所述管道泄漏内检测器通过所述低频电磁接收机所在预设定位跟踪点。

可选地，所述里程模块包括：里程记录轮和里程记录模块；

所述里程记录轮，包括：里程轮和接近传感器；

所述里程轮本体每隔预设弧长加工有轮齿；

所述接近传感器安装在所述里程轮臂上，用于在所述里程轮每旋转预设弧长时产生一个脉冲信号；

所述里程记录模块，用于根据所述里程轮产生的总脉冲数和所述预设弧长，获取所述管道泄漏内检测器在待测油气管道中行走的里程数据，所述里程记录模块与所述中央处理器、所述里程记录轮分别连接。

第二方面，本发明提供一种使用上述***的油气管道泄漏声发射内检测方法，包括：

管道泄漏内检测器获取待测油气管道的声波信号，产生与所述声波信号对应的电信号，同时获取第一时钟数据以及与所述第一时钟数据对应的所述管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据；

管道泄漏内检测器将所述与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据进行保存并发送给上位机；

上位机接收所述管道泄漏内检测器发送的与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，在所述与所述声波信号对应的电信号的均方根电压RMS或平均信号电平ASL大于预设阈值时，确定泄漏发生；

上位机根据所述第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，确定泄漏点的位置。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种油气管道泄漏声发射内检测***及方法，通过设置在待测油气管道内部的管道泄漏内检测器，用于获取待测油气管道声波信号，产生对应电信号，同时获取第一时钟数据及与第一时钟数据对应的管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据，将电信号、第一时钟数据和里程数据保存并发送给上位机；上位机，用于接收管道泄漏内检测器发送的电信号、第一时钟数据和与第一时钟数据对应的里程数据，在电信号的RMS或ASL大于预设阈值时确定泄漏发生，然后根据第一时钟数据和里程数据确定泄漏点的位置，能够克服现有技术的局限性，从管道内部对泄漏检测，能进行管道长距离连续检测，灵敏度高，成本低，体积小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种油气管道泄漏声发射内检测***的结构示意图；

图2为图1所述油气管道泄漏声发射内检测***的进一步细化的结构示意图；

图3为本发明第三实施例提供的一种使用图1或图2所示实施例提供的油气管道泄漏声发射内检测***的油气管道泄漏声发射内检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

图1为本发明实施例提供的一种油气管道泄漏声发射内检测***的结构示意图，如图1所示，本实施例的油气管道泄漏声发射内检测***，包括：管道泄漏内检测器和上位机；

所述管道泄漏内检测器，设置在埋地的待测油气管道的内部，用于获取待测油气管道的声波信号，产生与所述声波信号对应的电信号，同时获取第一时钟数据以及与所述第一时钟数据对应的所述管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据，将所述与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据进行保存并发送给所述上位机；

所述上位机，用于接收所述管道泄漏内检测器发送的与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，在所述与所述声波信号对应的电信号的均方根电压RMS或平均信号电平ASL大于预设阈值时，确定泄漏发生，然后根据所述第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，确定泄漏点的位置。

应说明的是，在本实施例中，所述管道泄漏内检测器可以实时将所述与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据发送给所述上位机，也可以在将所述与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据进行保存后不实时将其发送给上位机，而是在后续需要判断是否发生泄漏和确定泄漏点位置时上位机再获取管道泄漏内检测器中所保存的与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据。

在具体应用中，本实施例所述管道泄漏内检测器可以包括：传感器、处理模块、第一时钟模块、里程模块、第一存储器和低频电磁发射机；

所述传感器、所述处理模块、所述第一时钟模块、所述里程模块、所述第一存储器及所述低频电磁发射机均与所述处理模块连接；

所述传感器，用于获取待测油气管道的声波信号，产生与所述声波信号对应的电信号，将所述电信号发送给所述处理模块；

所述第一时钟模块，用于产生第一时钟数据信号；

所述里程模块，用于产生所述管道泄漏内检测器在所述待测油气管道内运行的里程数据；

所述处理模块，包括：中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)，用于接收所述传感器发送的电信号，同时获取第一时钟数据以及与所述第一时钟数据对应的所述管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据，将所述电信号、所述第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据保存在所述第一存储器中并发送给所述上位机；

所述低频电磁发射机，用于发射低频电磁信号，所述低频电磁发射机安装在所述管道泄漏内检测器的前端。

可理解的是，所述低频电磁发射机可以包括：驱动模块和发射机线圈，所述低频电磁发射机通过驱动模块驱动发射机线圈发射低频电磁信号。

在具体应用中，本实施例所述传感器为微小位移－电信号声学传感器。

在具体应用中，举例来说，本实施例所述低频电磁发射机发射的低频电磁信号的频率可以优选为23Hz。

应说明的是，如图2所示，所述管道泄漏内检测器还可包括：与所述处理模块连接的第一供电模块，用于为所述处理模块提供电源。该第一供电模块可以优选为大容量供电模块，具体可以优选为锂电池，为所述处理模块提供24小时的不间断电源。进一步地，本实施例所述第一供电模块可以优选为12V锂电池。

进一步地，如图2所示，所述处理模块还可以包括：前置放大器、模数转换器(Analog to Digital Converter，简称ADC)、和复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device，简称CPLD)；

所述传感器、所述模数转换器均与所述前置放大器连接，所述模数转换器、所述前置放大器和所述中央处理器均与所述增益放大器连接；

所述前置放大器，用于将所述传感器输出的电信号进行放大；

所述模数转换器，用于将放大后的电信号由模拟电信号转换为数字电信号；

所述复杂可编程逻辑器件，用于控制所述前置放大器的增益和控制所述模数转换器，并对所述数字电信号进行采集并发送给所述中央处理器；

相应地，所述中央处理器，具体用于接收所述复杂可编程逻辑器件发送的数字电信号，同时获取第一时钟数据以及与所述第一时钟数据对应的所述管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据，将所述数字电信号、所述第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据保存在所述第一存储器中并发送给所述上位机；

相应地，所述上位机，具体用于接收所述管道泄漏内检测器发送的数字电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，在所述数字电信号的均方根电压RMS或平均信号电平ASL大于预设阈值时，确定泄漏发生，然后根据所述第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，确定泄漏点的位置。

在具体应用中，本实施例所述第一存储器可优选为大容量存储器。

在具体应用中，本实施例所述里程模块可包括：里程记录轮和里程记录模块；

所述里程记录轮，包括：里程轮和接近传感器；

所述里程轮本体每隔预设弧长加工有轮齿；

所述接近传感器安装在所述里程轮臂上，用于在所述里程轮每旋转预设弧长时产生一个脉冲信号；

所述里程记录模块，用于根据所述里程轮产生的总脉冲数和所述预设弧长，获取所述管道泄漏内检测器在待测油气管道中行走的里程数据，所述里程记录模块与所述中央处理器、所述里程记录轮分别连接。

举例来说，本实施例所述预设弧长可以优选为2mm。

在具体应用中，如图2所示，本实施例所述管道泄漏内检测器还可以包括：与所述CPU连接的第一通讯接口。

在具体应用中，本实施例所述***还可以包括：

多个低频电磁接收机，设置在埋地的待测油气管道正上方地面的预设定位跟踪点，用于(通过接收机线圈)接收所述管道泄漏内检测器中的低频电磁发射机所发射的低频电磁信号，获取接收所述低频电磁信号时的第二时钟数据，将所述第二时钟数据进行保存并发送给所述上位机。

可理解的是，本实施例可以在所述管道泄漏内检测器与所述上位机的发生连接故障时，通过所述低频电磁接收机对所述管道泄漏内检测器进行定位。

具体地，所述低频电磁接收机可包括：数字信号处理器(digital signalprocessor，简称DSP)、第二时钟模块、第二存储器；

所述第二时钟模块及所述第二存储器均与所述数字信号处理器连接；

所述第二时钟模块，用于产生第二时钟数据；

所述数字信号处理器，用于接收所述低频电磁发射机发射的低频电磁信号，获取第二时钟模块发送的接收所述低频电磁信号时的第二时钟数据，将所述第二时钟数据保存在所述第二存储器中并发送给所述上位机。

在具体应用中，本实施例所述第二存储器优选为大容量存储器。

在具体应用中，所述低频电磁接收机还可包括：与所述数字信号处理器连接的第二供电模块，用于为所述数字信号处理器提供电源。该第二供电模块可以优选为大容量供电模块，具体可以优选为锂电池，为所述DSP提供24小时的不间断电源。进一步地，本实施例所述第二供电模块可以优选为12V锂电池。

在具体应用中，所述低频电磁接收机还可以包括：与所述数字信号处理器连接的蜂鸣器和/或显示屏，用于提示所述管道泄漏内检测器通过所述低频电磁接收机所在预设定位跟踪点。

进一步地，在具体应用中，本实施例所述低频电磁接收机还可以包括:与所述DSP连接的第二通讯接口。

本实施例的油气管道泄漏声发射内检测***，在油气管道正上方的地面每隔一定距离放置一个低频电磁接收机，当管道泄漏内检测器在管道内部气体的压差推动下以一定速度从管道内部通过时，低频电磁接收机接收管道泄漏内检测器通过时低频电磁发射机通发出的低频电磁信号。同时，安装在管道泄漏内检测器内部的传感器采集管道上泄漏点产生的1KHz-18KHz的声波信号，并将其转换为电信号，输送到处理模块；处理模块以不小于100KHz的采样频率将该电信号进行模数转换和处理，并采集里程模块输出的里程数据和第一时钟模块输出的时间数据，将处理后的电信号、里程数据和时间数据进行保存，上位机(通用计算机)可以实时接收上述处理后的电信号、里程数据和时间数据，以直观图形和数字的形式确定管道是否存在泄漏和漏点的准确位置，或者待检管道检测完成后，分析人员可从管道泄漏内检测器的大容量存储模块中，读取数据到通用计算机以直观图形和数字的形式确定管道是否存在泄漏和漏点的准确位置，可以实现管道泄漏高灵敏度内检测和泄漏点的定位。本***能够克服现有技术的局限性，从管道内部对泄漏检测，能进行管道长距离连续检测，灵敏度高，成本低，体积小。

第二实施例

本实施例的管道泄漏声发射内检测***包括：管道泄漏声发射内检测器和多个低频电磁接收机和上位机；

所述管道泄漏内检测器包括：声学传感器、处理模块、第一时钟模块、里程模块、第一存储器、第一供电模块和低频电磁发射机；

所述处理模块，包括：中央处理器CPU、前置放大器、模数转换器ADC、可编程逻辑器件CPLD；

用于检测管道泄漏的声学传感器依次与前置放大器、ADC连接，ADC将生成的数字信号传送给CPLD，CPLD与前置放大器连接，对其进行增益控制；CPLD与CPU通过地址总线和数据总线连接(图2中两者之间的单箭头实线表示地址总线，双箭头实线表示数据总线)；CPU通过地址总线和数据总线与第一存储器(FLASH存储器或RAM存储器)连接，通过I2C总线与实时时钟芯片(Real-Time Clock，简称RTC)(即第一时钟模块)连接，通过输入输出端口(input/output，简称I/O)线与第一供电模块连接。

下面对本实施例的管道泄漏内检测***的各部分进行详细描述。

声学传感器是将力、位移或速度转换为电压参数，由敏感元件、转换元件和转换电路组成。在实际的泄漏检测过程中，将检测到的声波信号由传感器接收并转换成电信号。

前置放大器将传感器输出的微弱信号提高到一定程度，以提高信号的信噪比，常用有34、40和60分贝，传输给信号的中央处理器CPU。前置放大器的输入是传感器输出的模拟信号，输出是放大后的模拟信号。前置放大器还应具有一定的强抗干扰能力和排除噪声的能力。

ADC就是将连接变化的模拟量转换为离散的数字量，是一个滤波、采样、保持电路和量化、编码电路的过程，其中量化、编码电路是其核心部件。模拟信号经带限滤波，采样保持电路，变为阶梯形状信号，然后通过编码器，使得阶梯状信号中的各个电平变为二进制码。

处理模块主要进行采入数据的处理和命令的发送。由于该泄漏检测仪是靠电池充电，并且使用周期比较长。所以为了省电就需要优选功耗低的CPU和CPLD。

实时时钟芯片RTC是个人计算机(personal computer，简称PC)主板上的晶振及相关电路组成的时钟电路的生成脉冲，RTC经过8254电路的频产生一个频率较低一点的操作***(Operating System，简称OS)时钟TSC，***时钟每一个CPU周期加一，每次***时钟在***初起时通过RTC初始化。8254本身工作也需要有自己的驱动时钟PIT。它的主要作用就是提供稳定的时钟信号给后续电路用。主要功能有：时钟、日历，闹钟，周期性中断输出，32KHz时钟输出。RTC的主要性能指标有:(1)控制方式：二线制，三线制，四线制；(2)晶振：分内置晶振和外置晶振；(3)耗流，时间微调范围，时间精度以及是否有TTF功能。

由于管道泄漏内检测是长距离检测，所以电源模块显得尤为重要，在节约电源的同时，也应当配置一款能充电，容量大的电池。考虑到体积、容量、使用年限、价格等因素，供电模块由充电电源，锂电池组组成。通过可充电的锂电池供给±5V或±15V的电流，允许锂电池电压波动50％，支持24小时数据采集。

在检测器的后端均匀分布三个里程轮，里程轮本体每隔一段弧长(2mm)加工轮齿，在里程轮臂安装有接近传感器，接近传感器利用电磁感应引起的检测对象的金属体中产生的涡流的原理，检测轮齿的转动信息转换为电压参数。检测器在管道中运行时，检测器移动2mm，即里程轮旋转2mm，接近传感器捕获到轮齿的移动的信号，通过脉冲信号及轮齿间距计算得出检测器运行里程。

低频电磁发射机，安装在检测器前端，同检测器一起在管道中运行，发射机通过CPU控制发射机线圈发射23Hz的低频电磁信号。

低频电磁接收机放置在管道正上方的定位跟踪点，当低频电磁发射机通过地面定位跟踪点下方时，地面低频电磁接收机接收线圈感应到23Hz的低频电磁信号，信号经调理后传输到DSP处理器，处理器采集23Hz的低频电磁信号，同时采集RTC时间的信息，将采集信号与时间信号存储在存储单元，通过液晶显示屏显示和蜂鸣器提示检测器通过信息，地面低频电磁接收机通过可充电的12V锂电池供给。

本发明实施例的油气管道泄漏声发射内检测***，采用声学方法进行埋地管道泄漏内检测，其原理为：

流体穿过管壁漏孔外泄时，产生的声发射信号会通过管道内流体传播给安装在管道泄漏内检测器内壁的传感器。没有泄漏发生时，声波传感器获得的是背景噪声信号；当有泄漏发生时，可产生传感器可探测的低频泄漏声信号。传感器将泄漏信号捕捉并储存在大容量存储器里。与泄漏信号一起储存的还有里程模块和电磁收发装置记录的位置信息，时钟模块产生的时间信息，同时低频电磁接收机记录检测器通过定位点的时间信息。现场检测完成后读取大容量存储里的数据和地面低频电磁接收机里的数据，分析即可以得到泄漏源及泄漏源距离标记点的位置。

本实施例的油气管道泄漏声发射内检测***，在油气管道正上方的地面每隔一定距离放置一个低频电磁接收机，当管道泄漏内检测器在管道内部气体的压差推动下以一定速度从管道内部通过时，低频电磁接收机接收管道泄漏内检测器通过时低频电磁发射机通发出的低频电磁信号。同时，安装在管道泄漏内检测器内部的传感器采集管道上泄漏点产生的1KHz-18KHz的声波信号，并将其转换为电信号，输送到处理模块；处理模块以不小于100KHz的采样频率将该电信号进行模数转换和处理，并采集里程模块输出的里程数据和第一时钟模块输出的时间数据，将处理后的电信号、里程数据和时间数据进行保存，上位机(通用计算机)可以实时接收上述处理后的电信号、里程数据和时间数据，以直观图形和数字的形式确定管道是否存在泄漏和漏点的准确位置，或者待检管道检测完成后，分析人员可从管道泄漏内检测器的大容量存储模块中，读取数据到通用计算机以直观图形和数字的形式确定管道是否存在泄漏和漏点的准确位置，可以实现管道泄漏高灵敏度内检测和泄漏点的定位。本***能够克服现有技术的局限性，从管道内部对泄漏检测，能进行管道长距离连续检测，灵敏度高，成本低，体积小。

第三实施例

图3示出了本发明实施例提供的一种使用图1或图2所示实施例提供的油气管道泄漏声发射内检测***的油气管道泄漏声发射内检测方法的流程示意图，如图3所示，本实施例的油气管道泄漏声发射内检测方法如下所述。

301、管道泄漏内检测器获取待测油气管道的声波信号，产生与所述声波信号对应的电信号，同时获取第一时钟数据以及与所述第一时钟数据对应的所述管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据。

302、管道泄漏内检测器将所述与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据进行保存并发送给上位机。

303、上位机接收所述管道泄漏内检测器发送的与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，在所述与所述声波信号对应的电信号的均方根电压RMS或平均信号电平ASL大于预设阈值时，确定泄漏发生。

304、上位机根据所述第一时钟数据和与所述第一时间数据对应的里程数据，确定泄漏点的位置。

本实施例的油气管道泄漏声发射内检测方法，使用图1或图2所示实施例提供的油气管道泄漏声发射内检测***，能够克服现有技术的局限性，从管道内部对泄漏检测，实现管道泄漏高灵敏度内检测和泄漏点的定位，能进行管道长距离连续检测，灵敏度高，成本低，体积小。

在本发明实施例中“第一”、“第二”等并不是对先后顺序做出规定，只是对名称做出区别，在本实施方式中，不做出任何的限定。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或者部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但是，本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替代，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种油气管道泄漏声发射内检测***，其特征在于，包括：管道泄漏内检测器和上位机；

所述管道泄漏内检测器，设置在埋地的待测油气管道的内部，所述管道泄漏内检测器包括：传感器、处理模块、第一时钟模块、里程模块、第一存储器和低频电磁发射机；

所述传感器、所述处理模块、所述第一时钟模块、所述里程模块、所述第一存储器及所述低频电磁发射机均与所述处理模块连接；

所述传感器，用于获取待测油气管道的声波信号，产生与所述声波信号对应的电信号，将所述电信号发送给所述处理模块；

所述第一时钟模块，用于产生第一时钟数据信号；

所述里程模块，用于产生所述管道泄漏内检测器在所述待测油气管道内运行的里程数据；

所述处理模块，包括：中央处理器；

所述低频电磁发射机，用于发射低频电磁信号，所述低频电磁发射机安装在所述管道泄漏内检测器的前端；

其中，所述处理模块还包括：前置放大器、模数转换器和复杂可编程逻辑器件；

所述传感器、所述模数转换器均与所述前置放大器连接，所述模数转换器、所述前置放大器和所述中央处理器均与所述复杂可编程逻辑器件连接；

所述前置放大器，用于将所述传感器输出的电信号进行放大；

所述模数转换器，用于将放大后的电信号由模拟电信号转换为数字电信号；

所述复杂可编程逻辑器件，用于控制所述前置放大器的增益和控制所述模数转换器，并对所述数字电信号进行采集并发送给所述中央处理器；

所述中央处理器，用于接收所述复杂可编程逻辑器件发送的数字电信号，同时获取第一时钟数据以及与所述第一时钟数据对应的所述管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据，将所述数字电信号、所述第一时钟数据和与所述第一时钟数据对应的里程数据保存在所述第一存储器中并发送给所述上位机；

所述上位机，用于接收所述管道泄漏内检测器发送的数字电信号、第一时钟数据和与所述第一时钟数据对应的里程数据，在所述数字电信号的均方根电压RMS或平均信号电平ASL大于预设阈值时，确定泄漏发生，然后根据所述第一时钟数据和与所述第一时钟数据对应的里程数据，确定泄漏点的位置；

其中，所述里程模块包括：里程记录轮和里程记录模块；

所述里程记录轮，包括：里程轮和接近传感器；

所述里程轮本体每隔预设弧长加工有轮齿；

所述接近传感器安装在所述里程轮臂上，用于在所述里程轮每旋转预设弧长时产生一个脉冲信号；

所述里程记录模块，用于根据所述里程轮产生的总脉冲数和所述预设弧长，获取所述管道泄漏内检测器在待测油气管道中行走的里程数据，所述里程记录模块与所述中央处理器、所述里程记录轮分别连接；

所述***还包括多个低频电磁接收机，设置在埋地的待测油气管道正上方地面的预设定位跟踪点，所述低频电磁接收机，包括：数字信号处理器、第二时钟模块、第二存储器；

所述第二时钟模块及所述第二存储器均与所述数字信号处理器连接；

所述第二时钟模块，用于产生第二时钟数据；

所述数字信号处理器，用于接收所述低频电磁发射机发射的低频电磁信号，获取第二时钟模块发送的接收所述低频电磁信号时的第二时钟数据，将所述第二时钟数据保存在所述第二存储器中并发送给所述上位机。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述低频电磁接收机还包括：与所述数字信号处理器连接的蜂鸣器和/或显示屏，用于提示所述管道泄漏内检测器通过所述低频电磁接收机所在预设定位跟踪点。

3.一种使用权利要求1-2中任一项所述***的油气管道泄漏声发射内检测方法，其特征在于，包括：

管道泄漏内检测器获取待测油气管道的声波信号，产生与所述声波信号对应的电信号，同时获取第一时钟数据以及与所述第一时钟数据对应的所述管道泄漏内检测器在待测油气管道内运行的里程数据；

管道泄漏内检测器将所述与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时钟数据对应的里程数据进行保存并发送给上位机；

上位机接收所述管道泄漏内检测器发送的与所述声波信号对应的电信号、第一时钟数据和与所述第一时钟数据对应的里程数据，在所述与所述声波信号对应的电信号的均方根电压RMS或平均信号电平ASL大于预设阈值时，确定泄漏发生；

上位机根据所述第一时钟数据和与所述第一时钟数据对应的里程数据，确定泄漏点的位置。