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一、基于負壓波檢測技術的管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)原理

1、負壓波的產(chǎn)生

      當流體輸送管道因機械、人為、材料失效等原因發(fā)生泄漏時其泄漏部分立即有物質(zhì)損由此引起故障場所的流體密度減小，壓力下降。由于連續(xù)性，管道中的流體不會立即改變流速，流體在泄漏點和相鄰的兩邊區(qū)域之間的壓力差導致流體從上下游區(qū)域向泄露去填充從而又引起與泄露區(qū)相鄰的區(qū)域密度和壓力的降低。這種現(xiàn)象依次向泄露區(qū)上下游擴散，這在水力學上稱為負壓波。它的傳播速度就是聲波在管道流體中的傳播速度。沿管道傳播的負壓波包含有關泄露信息，由于管道的波導作用，它能夠傳播數(shù)十公里以上的較遠距。在管道兩端安裝的壓力傳感器捕捉到包含泄露信息的負壓波，就可以檢測出泄露。由負壓波的傳播速度和管道首末兩端壓力傳感器捕捉到的負壓波到達的時間差就可以進行定位。負壓波的傳播速度在不同規(guī)格管線中并不相同，在原油中為1000m/s。因此這種方法對數(shù)公里的管道可以在幾秒內(nèi)檢出泄漏，防止事故擴大，減少損失贏得寶貴時間。

2、負壓波檢漏技術的基本原理

如果管道的某個位置發(fā)生了氣體的泄漏，便會在管道的內(nèi)外形成一定的壓差，管道內(nèi)部流體會迅速流出，在泄漏點位置引起壓力突降。泄漏點周圍的氣體在壓差的作用下會向泄漏點流動，形成一個以泄漏點為中心的壓力波動，即負壓波。負壓波以一定的速度向泄漏點的兩端傳播，我們利用安裝在管道兩端的壓力傳感器就可以檢測到壓力波動的信號，并根據(jù)兩端傳感器接收到負壓波的時間差就可以找到泄漏點的位置，假定負壓波傳播到上下游傳感器的時間為負壓波在氣體中的傳播速度，末端傳感器接收到負壓波的時間差，由泄露(泄漏)點位置計算公式可以看出，要準確的找到泄漏點，關鍵在于確定負壓波到達傳感器兩端的時間和對負壓波傳播時間的準確計算。

二、基于負壓波檢測技術的管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)點

1、造價成本低

2、系統(tǒng)結構簡單

三、基于負壓波檢測技術的管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的缺點

1、負壓波測漏技術中的負壓波在實際運行的管線中播速度與氣體介質(zhì)的密度、壓力、比熱和管道的材質(zhì)及傳輸介質(zhì)的流速等均有關系，不是一個確定的值。 因此，定位誤差常規(guī)在±200米甚至更大，誤差較大。

2、由于管線運行的環(huán)境不可避免的存在一些干擾，如電磁干擾、工況變化等因素，因此受外界干擾影響較大。

3、負壓波測漏技術往往跟檢測流量、溫度相結合，這些電學式傳感器經(jīng)過一段時間后需要校準，否則漂移較大。

4、有些管線存在高程差，流體重力效應，導致管線未充滿管道的情況下，檢測結果有較大偏差。

5、截斷閥處的壓力下降過程受很多因素的影響，比如管徑、壓力、輸量、泄漏位置等。為得到較準確的壓力下降過程，需要了解這些條件和輸氣管道截斷閥處壓降速率的關系。