[发明专利]一种基于喷注噪声的海底管道泄漏检测系统

说明书

一种基于喷注噪声的海底管道泄漏检测系统，其中的喷注噪声信号传递给信号处理系统；信号处理系统的信号输出端口与单片机控制系统的信号输入端口相连，用于将信号处理系统传递的信号进行处理；里程定位系统的信号输出端口与单片机控制系统的信号输入端口相连，用以实现对泄漏产生的喷注噪声发源地进行定位；单片机控制系统的报警信号输出端口与报警系统的输入端口相连，当传感器系统检测到喷注噪声信号后，报警系统发出警报；单片机控制系统的显示端口与显示系统的输入端口相连，用于显示喷注噪声发源地位置。本发明基于采集喷注噪声信号的处理分析进行管道的泄漏检测，可以实现海底管道泄漏数据的分析与处理，防止海底管道生产事故的发生。

技术领域

本发明涉及一种基于喷注噪声的海底管道泄漏检测系统，属于无损检测技术领域。该方法能实现海底管道泄漏数据的分析与处理，防止海底管道生产事故的发生。

背景技术

海底管道的安全生产较陆地管道而言面临更加严苛的挑战，在传统的管道缺陷之外，因为各种复杂原因，管道还会产生漂移、下沉、反折等各种变形导致应力聚集，造成管道强度的隐性破坏。

海底长输管道内检测装置，可以搭载几何变径、应力、喷注、和管道定位检测装置。利用喷注无损检测原理，由管道输送介质为动力，在管道内行走完成对长输管道管体无损检测，实现长输管道管体缺陷、管壁变化、材质变化、管道特征（管箍、补疤、弯头、焊缝、三通等）识别的在线检测。为管道运行、维护、安全、评价提供科学依据。

当管道发生泄漏时，由于管道内外的压差，管道内流体从泄漏处向外形成高速射流，形成喷注噪声，理论上泄漏产生的喷注噪声主要声源为由喷流携带的漩涡产生。泄漏噪声主要是管道内外压力差造成的高速喷流引起的湍流扰动引起的，声源位置集中在管道内泄漏口附近，位于管道内，与外部环境无关，因此，只要发生泄漏，不管是单层管还是双层管，管道外介质是液体还是气体，均会产生泄漏噪声；本系统基于采集喷注噪声的处理分析进行管道的泄漏检测。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明基于采集喷注噪声信号的处理分析进行管道的泄漏检测，可以实现海底管道泄漏数据的分析与处理，防止海底管道生产事故的发生。

为实现上述目的，本发明按以下技术方案实现：

一种基于喷注噪声的海底管道泄漏检测系统，包括单片机控制系统、传感器系统、信号处理系统、里程定位系统、报警系统、显示系统；所述传感器系统的信号输出端口与信号处理系统的信号输入端口相连，用于将检测的喷注噪声信号传递给信号处理系统；所述信号处理系统的信号输出端口与单片机控制系统的信号输入端口相连，用于将信号处理系统传递的信号进行处理；所述里程定位系统的信号输出端口与单片机控制系统的信号输入端口相连，用以实现对泄漏产生的喷注噪声发源地进行定位；所述单片机控制系统的报警信号输出端口与报警系统的输入端口相连，当传感器系统检测到喷注噪声信号后，报警系统发出警报；所述单片机控制系统的显示端口与显示系统的输入端口相连，用于显示喷注噪声发源地位置。

进一步，所述传感器系统包括水听器、电荷-电压转换电路、放大电路和带通滤波电路；所述水听器与电荷-电压转换电路相连，用于将水听器产生的电荷信号放大后转换成电压信号，所述电荷-电压转换电路与放大电路相连，用于将转化的电压信号再次进行放大，所述放大电路与带通滤波电路相连。

进一步，所述信号处理系统采用FPGA芯片为中心控制器，完成前端多通道A/D数据采集，SPI总线传输，CPU读取后实时压缩，压缩后通过IDE接口存储到ATA硬盘

进一步，所述里程定位系统包括惯性敏感元件和里程仪，其中，所述惯性敏感元件包括陀螺仪与加速度计；里程定位系统安装在海底管道泄漏检测系统中，以一定的频率采集三路陀螺仪、三路加速度计以及三路里程计数据并保存在存储设备中、用于事后离线解算，结合管道故障检测信号，对管道故障点进行精确定位。

进一步，所述单片机控制系统采用80C51芯片。