[发明专利]一种管道微小泄漏检测数据采集系统

说明书

技术领域

本发明属于输油管道领域，具体地是一种管道微小泄漏检测数据采集系统。

背景技术

目前管道泄漏检测方法根据检测过程中检测装置所处位置的不同可分为外检测法和内检测法。应用广泛的负压波法、声波相关法等管道外检测法仅能检测大于总流量１％的原油泄漏和大于总流量５％的天然气泄漏，而对微小泄漏检测却无能为力。管道内检测法则依靠内检测器从管道内靠近泄漏点监听泄漏信号，理论上能检测到很微小的油气泄漏。传统管道内检测器（ＰＩＧ）体积庞大，且与管壁紧密贴合，对管道变形敏感，存在很高的卡堵风险。

为满足管道微小泄漏检测的迫切需求，一种球形内检测器，该检测器在管道内流体的推动下滚动前进，沿途记录管道内泄漏声信号和定位信息，待检测结束由上位机分析处理，识别泄漏并对其定位。其球形载体外径小于管道内径，且是滚动前进，所以结构简单，不易卡堵，噪声小，检测精度高。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种管道微小泄漏检测数据采集系统，本发明具有结构简单，不易卡堵，噪声小，检测精度高；能够实现准确地采集并保存所需要的信号，为后续准确识别和精确定位微小泄漏提供可靠的原始数据支持。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种管道微小泄漏检测数据采集系统，其中包括核心处理器、传感器、PC机、ADC、USB接口、电源模块，其结构要点是：核心处理器外部设置SPI接口，通过SPI接口连接ADC，然后ＡＤＣ再分别与磁阻传感器和信号调理电路相连接，信号调理电路最后再连接到水听器；核心处理器外部还设置ＳＤＲＡＭ模块、ＮＡＮＤＦｌａｓｈ／ＴＦ卡、ＤＭ９０００模块，由可充电锂电池组与电源模块相连接进行供电。

作为本发明的一种优选方案，所述核心处理器采用Ｓ３Ｃ６４１０处理器，具有丰富的接口资源可供外围设备接入，既能满足目前检测的功能需求，更为以后器件设备的更换、扩展及功能的改善和增强提供强有力的支持；其外接２５６ＭＤＤＲ４００ＲＡＭ及２５６ＭＮＡＮＤ　Ｆｌａｓｈ能满足系统文件存储和一定运算需要；处理器内部集成ＵＳＢ控制器，支持ＵＳＢ２．０协议，外接ＤＭ９０００以太网控制器；将ＵＳＢ－ｇａｄｇｅｔ驱动及网卡设备驱动编译进内核，方便地利用网络或ＵＳＢ接口与ＰＣ机进行数据传输；另外，处理器内部集成了高速ＭＭＣ控制器，直接外接ＳＤ物理层即可实现本地存储。

进一步地，所述Ｓ３Ｃ６４１０处理器，其内置ＳＰＩ控制器提供了多种功能强大的ＳＰＩ操作模式及超高的传输速率，尤其是发送和接收模块的６４字节缓存（ＦＩＦＯ），是实现高采样率模数转换的关键。

作为本发明的另一种优选方案，所述ADC采用ＡＤ９７７Ａ芯片，该芯片为单通道，１６ｂｉｔ，２００ＫＳＰＳ；支持单、双极性输入，多种电压范围可选；并且内置２．５Ｖ参考电压；转换后的数据通过三线ＳＰＩ接口与ＣＰＵ进行传输。

本发明的有益效果是。

本发明以一种球形内检测器为载体，采用嵌入式ＡＲＭ－Ｌｉｎｕｘ实现了一套多传感器数据同步采集与存储系统，具有体积紧凑，功耗低，可靠性高

及扩展性强等优点。能准确地采集并保存所需要的信号，为后续准确识别和精确定位微小泄漏提供可靠的原始数据支持。

附图说明

图1是本发明一种管道微小泄漏检测数据采集系统的硬件组成框图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种管道微小泄漏检测数据采集系统的硬件组成框图。图中包括核心处理器、传感器、PC机、ADC、USB接口、电源模块，其结构要点是：核心处理器外部设置SPI接口，通过SPI接口连接ADC，然后ＡＤＣ再分别与磁阻传感器和信号调理电路相连接，信号调理电路最后再连接到水听器；核心处理器外部还设置ＳＤＲＡＭ模块、ＮＡＮＤＦｌａｓｈ／ＴＦ卡、ＤＭ９０００模块，由可充电锂电池组与电源模块相连接进行供电。

本发明所述核心处理器采用Ｓ３Ｃ６４１０处理器，具有丰富的接口资源可供外围设备接入，既能满足目前检测的功能需求，更为以后器件设备的更换、扩展及功能的改善和增强提供强有力的支持；其外接２５６ＭＤＤＲ４００ＲＡＭ及２５６ＭＮＡＮＤ　Ｆｌａｓｈ能满足系统文件存储和一定运算需要；处理器内部集成ＵＳＢ控制器，支持ＵＳＢ２．０协议，外接ＤＭ９０００以太网控制器；将ＵＳＢ－ｇａｄｇｅｔ驱动及网卡设备驱动编译进内核，方便地利用网络或ＵＳＢ接口与ＰＣ机进行数据传输；另外，处理器内部集成了高速ＭＭＣ控制器，直接外接ＳＤ物理层即可实现本地存储。