[发明专利]高耐静压动态压力测量方法

说明书

技术领域

本发明属于压力测量领域，特别是一种高耐静压动态压力的测量方案。

背景技术

管道作为五大运输工具之一，在液体、气体和浆液长距离运输等方面具有独特的优势，尤其在石油、化工、天然气及城市供水等产业中有着不可替代的作用。以原油管道为例，随着管线的增多、管龄的增长，由于自然因素导致的管线泄漏变得日益严重，特别是在各大采油作业区及广远的输油气管路上，人为的钻孔、凿孔进行偷盗油气的案例频繁发生，不仅会影响管输的正常运行，而且当输送有毒害、腐蚀性、易燃易爆的介质时，还会污染环境，引起火灾爆炸事故，给人们的生命财产和生存环境造成了巨大的威胁。为了监测管道的安全运行状态，需要检测泄漏与人为破坏的特征信号，因而，管道的动压信号检测是监测管道状态的技术关键。

实际生产中管道主管路内，工作介质通过加压输送，压力信号变化较复杂，在较高的静态压力基础上叠加着动态压力信号。但在实际的测试中，往往只需要测量其静态压力或者动态压力信号，对于检测自然因素导致的管线泄漏，国内外已有较成熟的方法，其中以静压传感器检测负压波的方法最为典型。如何对管线的运行进行预警防护，防止人为破坏事件的发生，需要将同一种工作介质压力信号按照静态和动态进行分离，并且能够有效测量其微小的动态压力信号，至今还没有一种简单、可靠、有效的仪器可以解决这一问题。目前，市场上动态压力传感器要么灵敏度不够，要么不能够承受工作介质的高静态压力，因而不能满足实际生产需要。

发明内容

针对上述存在的缺陷，该发明设计了一种能够耐高静压的高灵敏度的动态压力测量方法，安装于输送管道上，通过检测人为破坏或突发泄漏引起的动态压力信号，对管线的正常运行进行监控。

本方案是通过如下技术措施来实现的：它设置与主通道连接的旁支通道，旁支通道设置为包括取样通道和阻尼通道，阻尼通道通过蓄能器接于差压测量与变送器一侧，取样通道接于差压测量与变送器另一侧，两侧所得压力信号通过电容电桥处理后输出。

由于实际中主通道和旁支通道中充满了工作介质，工作介质的静态压力往往很高，而且差压测量与变送器一侧直接连接取样通道，因此，这一侧的压力瞬间就上升为主通道的实际压力，如果仅在蓄能器输入端连接阻尼通道，由于其孔径很小，蓄能器内的压力不能突变，只能缓慢增加，因此，差压测量与变送器另一侧的压力也只能缓慢增加，造成了两侧压力的瞬时压差过大，容易导致电容器差压测量与变送器内的电容器损坏。为了避免瞬时差压过大，所以在蓄能器的输入端增设了与阻尼通道并联的溢流通道，溢流通道通过蓄能器连接差压测量与变送器，溢流通道中设置有可设定压力的双向溢流阀，可以预先设点溢流阀开启压力。

阻尼通道中设置有阻尼系数调节机构，最好为孔径可调阻尼器，这种阻尼器可以改变蓄能器的时间常数，可以有效测量压力变化的瞬态平均静态压力，进而实现压力跟踪测量，为压力变送器提供压力基准。

为了防止阻尼通道中的阻尼器被工作介质中的杂质堵塞，需要将工作介质与旁支通道隔离，因此，在由主通道进入旁支通道的入口处设置具有良好形变特性的隔离元件，旁支通道通过隔离元件与主通道隔离，在隔离元件以下的旁支通道和蓄能器中充满耦合液，这样保证阻尼器等不受阻塞，同时又实现了主通道的压力传递。

本发明提供的测量方法，具有以下优点：

高灵敏度、微压差测量，精度可达0-15mmH₂O；

具有压力动态跟踪特性和滤波作用的静压基准源；

瞬态压力波动保护、耐高静压；

内部填充与工作介质隔离的耦合液，实现压力传递，介质隔离，防止阻尼器通孔被工作介质杂质堵塞；

方法简单，易于实现，其实现形式结构简单、安装方便、动态压力信号4-20mA标准输出。

附图说明

图1为本发明实施例实际生产压力信号波形图；

图2为本发明实施例的原理图；

图3为本发明实施例检测到的静态平均压力波形图；

图4为本发明实施例检测到的动态压力信号波形图；

其中，1为主通道，3为可设定压力的双向溢流阀，4为蓄能器，5为差压测量与变送器，6为孔径可调阻尼器，7为隔离元件，A为旁支通道，B为溢流通道，C为阻尼通道，D为取样通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的解释、说明。