基于M—SPRT模式的长输管道泄漏检测与定位

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[摘要]因管道泄漏而引发的事故，经济上不仅会带来损失，环境也会受到极大的污染，在人口密集的地方还容易发生人员伤亡。这些年以来，管道泄漏事故屡见不鲜。一定要在管道运输当中减少泄漏事故所带来的损失，并及时找到导致管道输送过程中泄漏的问题，本文在己有的检漏方法上再结合一些新技术的研究成果，对管道泄漏的检测和定位方法进行了更加深入的研究。

[关键词]长输管道

泄漏检测

定位

序贯概率比检验

压力梯度

c++

1管道在运输中存在的一些问题

管道在长时间的使用过后是肯定会老化的，再加上管道被其他的介质所腐蚀还有人为对管道的破坏，这些种种的原因都可能成为管道泄漏的因素。管道泄漏候，在管道进行输送有腐蚀性等物质的时候，环境会因为这些有害物质而被污染，不仅如此，火灾爆炸事故也是常常会发生的。如此一来就造成了相当严重的经济损失和人身伤亡。

管道使用的生涯有三个阶段，分为初生期、稳定期和衰老期。管道在刚投入使用的时候，因其在设计、施工以和管材等多方面都存在着不足，将会提高管道事故的发生率。但随着时间的不断增长，事故的发生率将慢慢的降低，改时期称为初生期。在初生期之后的那一段时间当中，事故率是不会向上升的而是在一个较低的位置上，改时期称为稳定期。随后，经过时间的推移管材会慢慢的开始老化，外界条件也会将管材进行侵蚀，所以在这段时期当中事故率又会慢慢地升上去，直到管线全部都报废掉，该阶段称为衰老期。管道在进入衰老期后，事故率将逐渐上升。

2关于硬件的检测方法

有关硬件的方法是用物理原理设计装置。利用这些硬件装置对管道进行泄漏检测和定位。下面几种是常用的检测方法：

2.1声学检测法

声学检测法的原理是：当管道发生泄漏时会有泄漏点将发出声音，根据声音传播的原理将向两级传出，而在管道上的声音传感器会接受到声波并处理确定泄漏点的准确位置。它由FuchS提出，Weime和Ellull和等学者也做了相关研究。但那些流量比较大的管道而言，对泄漏噪声可能会产生严重干扰的一个因素就是背景噪声，检测是在一定的范围之内的，如果想要对长距离的管道进行检漏，就需要在管道上相隔一定距离安装上声音传感器。声学检测这个方法比较适合于管道内流量低、短距离、压力高输送的情况，只有这要才能准确的发现泄漏点。

2.2气体传感技术

在管道旁边全程安装一条辅助管道，我们称之为气体传感管道检测系统，辅助管道一般所采用的都是小直径，为了保证有足够的环形顶部检测空间，它必须依附在被监测管道的打孔管道，也可以将需要进行监管的管道放到一个口径略大的管道当中。一般向辅助管道注入煤气当作样本，气体传感器通过对样本气体的分析来判断这个管道有没有发生泄漏。可是气体传感这个方法需维护费用且相当昂贵，仅适用于短程管线。

2.3分布式光学传感器检测技术

在管道壁附着或者地下的纤维光学传感器，利用光的反射原理，一旦碳氢化合物发生了泄漏，我们可以看到传感器表面的涂层反射率发生的变化，这个细微的变化会被传感器纪录下来，而且会把记录转换为1%精度的碳氢化合物浓度读数。没有技术是完美无瑕的，一旦发生了泄漏，传感器的表面将会受到污染，就会对于以后的使用产生信号混乱的现象，从而导致检测的结果与真实结果有误差。

2.4流体传感技术

流体传感电缆附着于深埋在地下或者是在管上，在它正常运行的时候，在微处理器的内存中有一张预先保存好的脉冲反射图谱。一旦管道发生了泄漏，传感电缆长时间的浸泡在泄漏的流体当中会使传感电缆反射阻抗发生变化，前面的波形发生了变化就导致微处理器接收到的反射波形相应一样是发生变化的。这一反射波形的变化会由微处理器纪录并发出报警信息，处理器会分析反射阻抗的变化，通过这个所显示的结果就会得出定位结果。可是使用流体传感技术需要很大电力作为支撑，而且技术的信号线也要时不时的进行维护。而且这个技术所需要的安装造价是非常高的。

2.5机载红外线法

由直升飞机带着高精度红外摄像机沿管道飞行，然后对输送物资以及周围土壤的细微温差来分析管道是否泄漏。这是美国OflTon公司开发出一种机载红外检测技术。这个不仅方法准确度高，而且体现得比较直接，但不能随时随地监测。

2.6机器人技术

机器人技术是使机器人的特点，让机器人像人一样在管道外面行走，我们还需要在管道外设置一种机器人装置，机器人自身携带有仪器，通过这些装备对数据进行采集，然后等机器人回到出发点的时候就可以进行数据的处理，总得来说这个技术是比较方便的，但是需要分析的数据的量实在是太大，而且机器人只适设在地面上的管道上边使用。

2.7压力梯度法的简介

压力梯度法是一种常用的检验方法，该方法所遵循的原理是：在管道内的输送物能够稳定的在管道内流动的情况下，压力分布呈斜直线不变，但是一旦管道内发生泄漏，漏点以前那部分的流量将会大大的增加，随之压力分布图的图像当中的直线会变大，相反，漏点的后面部分液体就会减少，所以相对的斜率也会变小。梯度法是非常实用的定位方法，可以跟任何检测方法搭配使用。

3基于单传感器的压力梯度法

在管道进口处各安装有一个压力传感器，在泄漏点上、下游的压力梯度就要由管道中流体的状态方程计算得出。管道中的流体在流动的时候，是通过压力、密度、流速和温度这4个参数来表达的，而且这4个参数是由连续性方程、气体状态方程、能量方程以及运动方程这四个基本方程经过计算得到的。可以取为该截面上的平均值，因为着在管路的每一个截面上所有的流体参数都可看成是均匀的。

4结语

管道运输业在中国运输业当中占据着很重要的地位，泄漏事故在管道运输当中发生是常有的事，一但管道泄漏后果不堪设想，泄漏物是对人有生命安全的，所以工业生产和管理部门一定要把管道的安全问题房在首位。随之泄漏检测技术的研究现在变得极为重要。