1、次聲波管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)投入分析1、投入內(nèi)容次聲波管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)投入分硬件和軟件兩個(gè)方面， 硬件投入包括服務(wù)器、傳感器、信號(hào)放大器、采集卡、嵌入 式電腦系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和供電系統(tǒng)，軟件投入包括信號(hào)采 集、信號(hào)分析、降噪方法設(shè)計(jì)、建模與模式匹配及其程序設(shè) 計(jì)與編制。2、硬件投入在次聲波管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)中，硬件設(shè)備是以分站系統(tǒng)的形 式來投入的，一套分站系統(tǒng)包括傳感器、信號(hào)放大器、采集 卡、嵌入式電腦系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和供電系統(tǒng)；分站系統(tǒng)的設(shè) 置跟管道長(zhǎng)度、管道上所設(shè)泵站、閥室數(shù)量相關(guān)。管道越 長(zhǎng)，所需設(shè)置的分站系統(tǒng)越多，設(shè)備投入越大；管道泵站、 閥室越多，所需設(shè)置的分站系統(tǒng)越多，設(shè)備投入越多。1

2、. 管道長(zhǎng)度：根據(jù)聲學(xué)原理，聲波在介質(zhì)中傳播，因波束發(fā)散、吸收、反射、散射等原因，使聲波能量在傳播中逐漸減少，其衰減量等于衰減系數(shù)與通路長(zhǎng)度的乘積；因此聲波的傳輸距離有限，致使傳感器的有效探測(cè)距離受到限制，管道越長(zhǎng)，所需傳感器就 越多，設(shè)備投入就越大。目前，我公司自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的次聲波傳感器，在理想狀態(tài)下最長(zhǎng)有效距離為 60公里,市場(chǎng)上目前尚無達(dá)到或者超過60公里有效探測(cè)距 離的次聲波傳感器產(chǎn)品 出現(xiàn)。2閥室與泵站：由于閥室存在關(guān)斷的情況，關(guān)斷之后，泄 漏信號(hào)亦被相應(yīng)切斷，因此，每個(gè)閥室至少應(yīng)設(shè)置一套分 站，閥室越多，所需設(shè)置的分站系統(tǒng)越多，設(shè)備投入越大； 泵站是完全切斷了兩端

3、管線的信號(hào)傳輸，每個(gè)泵站應(yīng)在泵站 兩端各配置一套分站系統(tǒng)，泵站越多，所需設(shè)置的分站系統(tǒng) 越多，設(shè)備投入越多。3、軟件投入在次聲波管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)中，軟件特指信號(hào)分析軟件，信號(hào)分析軟件、數(shù)據(jù)服務(wù)器、中心控制室的監(jiān)控電腦一同組成主站系統(tǒng)。信號(hào)分析軟件的開發(fā)分三個(gè)階段現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)采集：現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)采集包括采集管道的本體 信號(hào)和管道的泄漏信號(hào)，這是一個(gè)資料收集的過程，管道的 本體信號(hào)采集可以通過系統(tǒng)正常運(yùn)行獲得，管道的泄漏信號(hào) 只能通過模擬試驗(yàn)來獲得，方法是通過在管道的儀表孔或者 是放置傳感器的孔放油來模擬泄漏，從而獲得泄漏信號(hào)。1. 實(shí)驗(yàn)室的信號(hào)分析：收集到足夠的信號(hào)之后，技術(shù)人員需 要對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析歸

4、類，尋找泄漏信號(hào)的波形特征、能量特 征、幅值特征、頻率范圍，然后進(jìn)行信號(hào)特征抽取、信號(hào)模 型建立、信號(hào)模式匹配、專家數(shù)據(jù)庫的建立、軟件算法的確 定等工作。2. 軟件編制：根據(jù)確定的算法編制軟件。4、主站價(jià)格主站包括信號(hào)分析軟件，主站管理軟件，數(shù)據(jù)服務(wù)器，控制臺(tái)電腦組成，主站系統(tǒng)價(jià)格為100萬元整。5、分站價(jià)格分站由傳感器、前置放大器、信號(hào)采集卡、信號(hào)采集計(jì)算機(jī)、無線通訊設(shè)備和太陽能供電設(shè)備組成，各部件價(jià)格如下（見表8.5.1）：表8.5.1分站各部件價(jià)格表名稱部件名稱價(jià)格（萬元）合計(jì)分站系統(tǒng)傳感器（根據(jù)G11212-20萬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際距離選擇相應(yīng)傳感器）15G2G320米集系統(tǒng)工業(yè)控制級(jí)主1130

5、萬機(jī)現(xiàn)場(chǎng)分析軟件前置放大器5.5信號(hào)采集卡6通訊系統(tǒng)無線通訊系統(tǒng) 1供電系統(tǒng)太陽能電池板 4.5蓄電池2注：G1次聲傳感器有效監(jiān)控距離在10km以內(nèi)；G2次聲傳感器有效監(jiān)控距離在1020km以內(nèi)；G3次聲傳感器有效監(jiān)控距離在 2060km以內(nèi)。6、本項(xiàng)目的總體投入在濟(jì)邯線項(xiàng)目上，次聲波管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)包括2個(gè)主站和4個(gè)分站，主站分別安裝在聊城站（濟(jì)南管理處）調(diào)度室和濮陽站（河南管理處）調(diào)度室。分站位置 分別是：第一個(gè)分站安裝在河店站即 7#閥室；第二個(gè)分站安裝在俎店站即 8#閥 室；第三個(gè)分站安裝在韓張集站即 9#閥室；第四個(gè)分站安裝在清豐站即10#閥室。總體投入分析：根據(jù)四個(gè)分站間距均在 2

6、0km之上，我們選擇了 G3傳感器，項(xiàng)目整體投入300萬元（見表8.6.1）：表861:濟(jì)邯線項(xiàng)目總體投入名稱部件單價(jià)（萬元）數(shù)量（套）合計(jì)（萬元）主站系統(tǒng)1001100分站系統(tǒng)傳感器20480采集系統(tǒng)304120總計(jì)3007、長(zhǎng)線管道的技術(shù)線路泄漏信號(hào)的檢測(cè)，與以下的方面有關(guān):1.管道結(jié)構(gòu)：1）管道的長(zhǎng)度：管道越長(zhǎng)，受干擾的信號(hào)越多，信號(hào) 處理越困難；2）管道變徑：大管徑管道的信號(hào)頻率偏低，小管徑管道的 信號(hào)頻率偏高，變徑時(shí)信號(hào)變化很大3）管道地勢(shì)：平原上的管道，跟山區(qū)的管道信號(hào)差別很 大，山區(qū)的管道，上山的管道和下山的管道信號(hào)差別很大2. 工藝流程：1）泵的工作方式：泵的工作方式從上游到下

7、游，呈現(xiàn)能量 逐步遞減的態(tài)勢(shì)，每一級(jí)泵都和上下游的泵的能量都不相同，因此，產(chǎn)生的噪聲也不相同；同時(shí)，泵的變頻工作的特 性，使得每個(gè)泵的工作狀態(tài)也有較大差別，同樣使產(chǎn)生的噪 聲區(qū)別很大。由于泵的噪聲在管道上影響十分明顯，因此， 泵的噪聲的不同使得各條管道本身的本體噪聲差異化明顯， 給軟件工作帶來極大困難；2）油的輸送方式：油的輸送方式有越站方式（不進(jìn)罐）和 非越站方式（進(jìn)罐），不同的輸送方式，使得信號(hào)傳輸?shù)姆?式發(fā)生了變化，有的完全切斷了信號(hào)的輸送，這要求軟件作 出相應(yīng)的處理；3）不同的溫度：加熱輸送方式和不加熱輸送方式，由于溫 度的不同，信號(hào)的輸送速度和振動(dòng)頻率都會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，這使得軟件分析

8、更加困難，需要針對(duì)更多的、不同頻率和傳 輸速度的信號(hào)進(jìn)行采集和分析，找到信號(hào)的模式和規(guī)律；4）不同的介質(zhì)：管道輸送的介質(zhì)很多，包括國(guó)產(chǎn)原油、進(jìn) 口原油、成品油（柴油、汽油）、天然氣、二氧化碳，在這 些介質(zhì)中，次聲波信號(hào)的傳輸距離、傳輸速度、振動(dòng)頻率、 介質(zhì)的阻尼系數(shù)都完全不同，軟件分析方法、特征抽取方 法、建模方式、模式匹配技術(shù)、專家數(shù)據(jù)庫知識(shí)都會(huì)因此而 不同，這些都使得信號(hào)采集、分析以及軟件編制的任務(wù)量大 增。根據(jù)以上分析，我們認(rèn)為每條管道，乃至每段管道，由于管 道結(jié)構(gòu)不同、輸送工藝不同、所處地勢(shì)不同，造成管道的信 號(hào)本體差異較大，分析軟件應(yīng)對(duì)管道的具體特性做針對(duì)性的 信號(hào)分析工作，才能提高管道泄漏檢測(cè)效率，提高報(bào)警準(zhǔn)確 度，降低誤報(bào)率。據(jù)了解，長(zhǎng)輸管道上，平均百公里就會(huì)設(shè)置一個(gè)泵站，平均 25公里會(huì)設(shè)置一個(gè)閥室，因此，我們將兩個(gè)泵站之間作為一 個(gè)完整的信號(hào)處理段，在這一段中，管道受泵站的影響、管 道本身的結(jié)構(gòu)和輸送工藝基本相同，本體信號(hào)和泄漏信號(hào)相 對(duì)比較穩(wěn)定，在這樣一個(gè)區(qū)段，設(shè)置一個(gè)主站和五個(gè)分站， 在技術(shù)上可行也比較合理。& 區(qū)段投入目前，按照百公里一個(gè)主站，五個(gè)分站的結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目造價(jià)為350萬元（見表8.1）:表8