基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测和定位系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测定位系统及方法，该系统包括：非介入式次声波传感器，计时器，信号调理器，滤波器，模数转换器，数据传输媒质和中控计算机。检测和定位方法为：非介入式次声波传感器采集气体管道泄漏时和气体介质传播的次声波信号，计时器标记采集到的次声波信号的时间，信号调理器为非介入式次声波传感器提供电源并进行信号调理，滤波器对次声波信号进行滤波，模数转换器将传感器采集到的电信号转换为数字信号，转换后的数字信号通过数据传输媒质传输至中控计算机，进行数据存储和分析。本发明成本低，灵敏度高，避免了在管道上打孔安装，不影响现行管道的运行状况，适用性强。

主权项

一种基于非介入式传感器的气体管道泄漏检测定位系统，包括非介入式次声波传感器(1)、计时器(2)、信号调理器(3)、滤波器(4)、模数转换器(5)、数据传输媒质(6)和中控计算机(7)，其特征在于，所述系统通过磁性基座与管壁的吸附作用固定安装于气体管道管壁外侧，所述非介入式次声波传感器(1)安装于待测管线上游末端或下游末端，用于采集气体管道泄漏时沿管壁传播的次声波信号和沿管内气体介质传播的次声波信号，所述计时器(2)标记非介入式次声波传感器采集到的次声波信号的时间，所述信号调理器(3)为非介入式次声波传感器提供电源并进行信号调理，所述滤波器(4)将次声波信号中的背景噪音和干扰滤除，所述模数转换器(5)将传感器采集到的电信号转换为数字信号，转换后的数字信号通过所述数据传输媒质(6)传输至所述中控计算机(7)，进行数据存储和分析；所述非介入式次声波传感器(1)，包括磁性基座(101)、底座(102)、保护壳(103)、受力隔膜(104)、加速度补偿块(105)、压电晶体(106)、电极(107)、传导电路(108)、集成电路放大器(109)、信号输出端(110)、套筒(111)和保护膜(112)，所述非介入式次声波传感器(1)通过磁性基座(101)吸附固定安装于气体管道管壁外侧(114)，所述底座(102)固定支撑所述非介入式次声波传感器(1)；所述保护壳(103)对所述加速度补偿块(105)、所述压电晶体(106)、所述电极(107)、所述传导电路(108)、所述集成电路放大器(109)、所述保护膜(111)和所述套筒(112)进行保护，与所述底座(102)采用螺纹(113)进给配合方式，安装时需要通过旋紧所述保护壳(103)使其紧贴输气管道管壁外侧(114)；所述受力隔膜(104)连接于所述保护壳(103)上；所述加速度补偿块(105)位于所述压电晶体(106)的上下两侧，与所述受力隔膜(104)接触的所述加速度补偿块(105)将所述受力隔膜(104)振动位移转换为振动加速度作用于所述压电晶体(106)；所述压电晶体(106)感测所述加速度补偿块(105)传递来的所述受力隔膜(104)振动加速度从而产生变形，进而产生电荷积聚；所述压电晶体(106)产生的电荷经过所述电极(107)引导产生电流，所述电流流经所述传导电路(108)和所述集成电路放大器(109)，所述电流经过放大通过所述信号输出端(110)输出，所述套筒(111)和所述保护膜(112)对所述压电晶体(106)和所述加速度补偿块(105)起到固定支撑和保护作用，同时对所述压电晶体(106)起到绝缘作用。