一種管道洩漏檢測方法與流程

2023-09-11 13:40:10 1

本發明涉及電子技術領域，具體涉及一種管道洩漏檢測方法。

背景技術：

隨著城市化進程的推進，城市對集中供熱的需求越來越大，直埋供熱管道的敷設網絡也在逐漸擴大。隨著供熱管道的長時間運行，由於管道老化、地質變動、施工不良等原因，極易導致直埋管道的洩漏。因此，實時監測管道洩漏情況並準確定位管道洩漏點至關重要。

對於直埋管道洩漏的監控和定位，由於管道實時溫度、溼度的變化導致管道洩漏監控系統電壓電阻的實時變化，目前採用的監測系統難以根據這些變化做出調整，從而難以對管道洩漏點進行準確定位。同時，早期洩漏較隱蔽難以及時發現，一旦洩漏發生，將導致大面積的供熱洩漏，在大面積的洩漏範圍內定位洩漏點的準確度較低。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在於克服現有技術中對管道洩漏點的定位準確度較低的缺陷。

本發明提供一種管道洩漏檢測方法，包括：

獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道兩端的第一電壓和 第二電壓；

根據所述第一電壓和所述第二電壓，對所述被檢測管道的實際長度進行校準，確定校準後的所述被檢測管道的校準長度；

獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道一端的第三電壓；

根據所述第三電壓和所述被檢測管道的校準長度確定所述被檢測管道洩漏點的位置。

優選地，所述獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道兩端的第一電壓和第二電壓包括：

在被檢測管道保溫層內檢測線上加正向第一基準電壓，獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道一端的第一電壓；

在被檢測管道保溫層內檢測線上加反向第一基準電壓，獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道另一端的第二電壓。

優選地，所述被檢測管道的校準長度通過式(1)計算得到：

其中，L1為所述被檢測管道的校準長度，L為所述被檢測管道的實際長度，U為所述第一基準電壓，U2和U3分別為所述第一電壓和所述第二電壓。

優選地，所述獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道一端 的第三電壓包括：

在被檢測管道保溫層內檢測線上加第二基準電壓，獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道一端的第三電壓。

優選地，所述被檢測管道洩漏點的位置通過式(2)計算得到：

其中，L2為所述被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道一端的距離，L1為所述被檢測管道的校準長度，U0為所述第二基準電壓，U4為所述第三電壓。

本發明技術方案，具有如下優點：

本發明提供的管道洩漏檢測方法，通過獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道兩端的第一電壓和第二電壓，從而確定被檢測管道的校準長度，再獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道一端的第三電壓，根據所述第三電壓和所述被檢測管道的校準長度確定被檢測管道洩漏點的位置。該管道洩漏檢測方法根據實時測得的電壓值對管道長度進行校準，提高了定位精度，能夠準確定位管道洩漏點，有效地監測管道洩漏情況。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹， 顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種管道監測系統的結構示意圖；

圖2為一種管道監測系統洩漏監測的電路原理圖；

圖3為一種管道洩漏檢測方法的流程圖；

圖4為一種管道監測系統自動校準的電路原理圖；

圖5為一種管道監測系統自動校準的電路原理圖；

圖6為一種管道監測系統洩漏定位的電路原理圖。

其中，1-傳感線，2-反饋線，3-管道鋼管，4-管道外殼，5-管道保溫層，6-監測器，7-恆壓源。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是 指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互結合。

實施例1

本實施例提供一種管道監測系統，如圖1所示。被監測管道為金屬管道，在管道鋼管3的外層有管道保溫層5和管道外殼4。管道鋼管3的兩端A和B之間為被監測管道部分。管道保溫層5採用絕緣材料，可以使用泡沫。在被監測管道的保溫層5內，沿管道的軸向預埋檢測線，所述檢測線包括傳感線1和反饋線2，傳感線1和反饋線2的一端在管道鋼管3的B端外連接。

該管道監測系統包括傳感線1，反饋線2和監測器6。傳感線1包裹有絕緣層，所述絕緣層沿長度方向上分布有使傳感線1裸露的通孔，當被監 測管道洩漏液體時，保溫層5內的洩漏液體通過所述通孔接觸傳感線1。傳感線絕緣層採用規則分布的孔，與裸露的金屬絲相比，有效提高了大範圍洩漏時洩漏點定位的準確性。監測器6分別與傳感線1和反饋線2的另一端在管道鋼管3的A端外連接，監測器6還與管道鋼管3的A端連接。

當被監測管道的任意位置洩漏液體時，管道保溫層5內的洩漏液體使管道鋼管3、傳感線1和監測器6接通形成迴路。監測器6用於根據傳感線1和管道鋼管3之間的電壓值確定被監測管道是否洩漏液體。

該系統不僅能夠及時發現供熱管道的洩漏，並且能夠通過傳感線絕緣層上分布規則的孔準確定位管道洩漏點，提高了定位精度，有效地監測管道洩漏情況。

作為一個優選的實施方案，在監測器6內設置有用於向管道鋼管3、傳感線1和反饋線2提供電壓的電源，所述電源採用恆壓源7，如圖2所示。選用恆壓源，具有優於恆流源的電壓穩定性。

具體地，在傳感線1的一端和管道鋼管3的A端之間施加基準電壓U，該基準電壓U被監測器6的內電阻R1和管道保溫層5的電阻RF分割。如果管道未發生洩漏，保溫層5處於乾燥狀態，則電阻RF非常高，使得內電阻R1上的電壓U1很低。如果管道在C點處發生洩漏，洩漏液體由C點進入管道保溫層5，使傳感線1與管道鋼管3在管道洩漏點C處短路，電阻RF會降低，導致內電阻R1上的電壓U1增加。當電壓U1超過預定值時，系統確定被監測管道洩漏液體。

作為一個具體的實施方式，傳感線1採用鎳鉻合金線，反饋線2為包裹有絕緣層的銅線。傳感線1和反饋線2是兩根結構不同的導線，都具有一定的電阻值，傳感線1用於測量電壓，反饋線2用於傳輸信號。

實施例2

本實施例提供一種管道洩漏檢測方法，該方法的流程圖如圖3所示，具體包括以下步驟：

S1：獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道兩端的第一電壓和第二電壓。作為一個具體的實現方式，如圖4所示，首先獲取被檢測管道保溫層5內檢測線即傳感線1上的洩漏點C至管道鋼管A端的第一電壓U2；如圖5所示，再獲取被檢測管道保溫層5內檢測線即傳感線1上的洩漏點C至管道鋼管B端的第二電壓U3。

S2：根據所述第一電壓和所述第二電壓，對所述被檢測管道的實際長度進行校準，確定校準後的所述被檢測管道的校準長度。具體地，第一電壓U2是傳感線上L2部分的電壓，對應從洩漏點C至管道鋼管A端的距離；第二電壓U3是傳感線上(L-L2)部分的電壓，對應從洩漏點C至管道鋼管B端的距離，因此可根據第一電壓U2和第二電壓U3對被檢測管道的實際長度L即管道鋼管A端至B端的距離進行校準，從而確定校準後的被檢測管道的校準長度。

由於管道直埋於地下，管道所處環境的實時溫度和溼度會隨著周圍環境發生變化，從而導致管道洩漏監測的實時電壓和電阻隨之變化，對管道 洩漏檢測和定位的準確性造成影響。因此，在定位管道洩漏點時，使用被檢測管道的實際長度將影響洩漏點定位的準確性。根據實時電壓對被檢測管道的實際長度進行校準，使用校準後的被檢測管道長度計算管道洩漏點的位置，能夠提高管道洩漏定位的準確性。

S3：獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道一端的第三電壓。作為一個具體的實現方式，如圖6所示，獲取被檢測管道保溫層5內檢測線即傳感線1上的洩漏點C至管道鋼管A端的第三電壓U4。

S4：根據所述第三電壓和所述被檢測管道的校準長度確定所述被檢測管道洩漏點的位置。具體地，第三電壓U4對應從洩漏點C至管道鋼管A端的距離。因此，根據第三電壓U4和所述被檢測管道的校準長度，能夠確定所述被檢測管道洩漏點的位置，即從洩漏點C至管道鋼管A端的距離。

該管道洩漏檢測方法通過獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道兩端的第一電壓和第二電壓，從而確定被檢測管道的校準長度，再獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道一端的第三電壓，根據所述第三電壓和所述被檢測管道的校準長度確定被檢測管道洩漏點的位置。該管道洩漏檢測方法根據實時測得的電壓值對管道長度進行校準，提高了定位精度，能夠準確定位管道洩漏點，有效地監測管道洩漏情況。

作為一個優選的實施方式，第一電壓或第二電壓還用於確定被檢測管道的洩漏等級。具體地，如圖2所示，根據第一電壓可以檢測出管道的洩漏等級。首先，在傳感線1的一端和管道鋼管3的A端之間施加基準電壓U，該基準電壓U被監測器6的內電阻R1和管道保溫層5的電阻RF分割。如 果管道未發生洩漏，保溫層5處於乾燥狀態，則電阻RF非常高，使得內電阻R1上的電壓U1很低。如果管道在C點處發生洩漏，洩漏液體由C點進入管道保溫層5，使傳感線1與管道鋼管3在管道洩漏點C處短路，電阻RF會降低，導致內電阻R1上的電壓U1增加。當電壓U1超過預定值時，確定被監測管道洩漏液體。

進一步地，通過改變內電阻R1的阻值，根據內電阻R1上的電壓U1，就可以根據式(3)計算出管道保溫層5的電阻RF。

其中，U為輸入的基準電壓，R1為被監測器6的內電阻，U1為內電阻R1上的電壓，RF為管道保溫層5的電阻。

根據管道保溫層5的電阻RF，設定不同的電阻值範圍，從而對應不同的洩漏等級。具體地，可將洩漏等級分為15級，分別用L0至L14表示。從L14至L1表示漏水等級越來越高，其中L0表示沒有管道洩漏。當監測到管道發生洩漏且所述洩漏等級高於L10時，監測器進行洩漏點位置的檢測。

在定位管道洩漏點之前，先對管道的長度進行校準，以保證管道洩漏點定位的準確性。具體地，對被檢測管道的實際長度L進行校準，需要獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道兩端的第一電壓和第二電壓。因此，上述步驟S1還包括以下子步驟：

S11：在被檢測管道保溫層內檢測線上加正向第一基準電壓，獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道一端的第一電壓。如圖4所示，在傳感線1的端頭與反饋線2的端頭施加正向第一基準電壓U，此時基準電壓U的正向連接傳感線1。利用數模轉換器件測量出傳感線1與管道鋼管3之間的第一電壓U2，第一電壓U2是傳感線上L2部分的電壓，對應從洩漏點C至管道鋼管A端的距離。

S12：在被檢測管道保溫層內檢測線上加反向第一基準電壓，獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道另一端的第二電壓。如圖5所示，在傳感線1的端頭與反饋線2的端頭施加反向第一基準電壓U，此時基準電壓U的正向連接反饋線2。利用數模轉換器件測量出傳感線1與管道鋼管3之間的第二電壓U3，第二電壓U3是傳感線上(L-L2)部分的電壓，對應從洩漏點C至管道鋼管B端的距離。

根據第一電壓U2和第二電壓U3，對被檢測管道的實際長度L進行校準。校準長度L1通過式(1)計算得到：

其中，L1為被檢測管道的校準長度，L為被檢測管道的實際長度，U為第一基準電壓，U2和U3分別為第一電壓和第二電壓。

該管道洩漏檢測方法的管道長度校準結合管道所處實時溫度和溼度下的電壓值，通過計算獲得管道的校準長度，用管道的校準長度代替管道實際長度，提高了洩漏定位的準確度。

管道長度校準完成後，需要根據管道校準長度，確定管道洩漏位置。因此，上述步驟S3還包括以下子步驟：

S31：在被檢測管道保溫層內檢測線上加第二基準電壓，獲取被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道一端的第三電壓。具體地，如圖6所示，在傳感線1的端頭與反饋線2的端頭施加第二基準電壓U0。利用數模轉換器件測量出傳感線1上的洩漏點C與管道鋼管3的A端之間的第三電壓U4，第三電壓U4是傳感線上L2部分的電壓，對應從洩漏點C至管道鋼管A端的距離。

根據第三電壓和所述被檢測管道的校準長度確定所述被檢測管道洩漏點的位置，即確定所述被檢測管道保溫層內檢測線上的洩漏點至管道一端的距離。利用電阻的分壓原理來確定管道洩漏點C的位置。確定管道洩漏點C的位置通過式(2)計算得到，可知管道洩漏點C應在離傳感線端頭L2米的位置。

其中，L2為被檢測管道保溫層內檢測線即傳感線1上的洩漏點C至管道一端A的距離，L1為被檢測管道的校準長度，U0為第二基準電壓，U4為第三電壓。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予 以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。