管道内/外部检测方法

 内部检测方法 

    将管内检测器从一端放入管道，顺流而下，可连续检测几百公里的管道，不仅可以准确检测出泄漏的发生地点，而且可以观察管道的内部腐蚀和破损情况，目前国际上流行的大致有以下儿种方法:

    .漏磁通检测器

    .超声波检测器

    .涡流检测器

    .照相检测法(仅用于透明流体)

    内部检测方法定位准确，但价格昂贵，也无法做到连续实时检测。下图为漏磁通法内部检测器。

管道内/外部检测方法

 

外部检测方法

1、流量平衡法

    流量平衡法的原理是当管道的入曰流量和出口流量不相等时，如果入口流量大于出口流量，就可以判断出管道中间发生了泄漏。这种方法原理简单，易于实现，但是检测精度受到两端的流量计的精度限制，而且不能对泄漏点进行定位。对于加热输送的管道还需考虑沿程温降对流体密度和体积的影响。

2、化学方法

    利用一种能与所输介质发生某种物理或化学反应的电缆，沿管道敷设。当发生流体泄漏时，漏出流体与电缆发生反应，通过特定的仪器即可判断出泄漏的发生。目前已开发了两种电缆测漏方法，一种是利用泄漏物质造成电缆短路，另外一种是利用泄漏物质造成电缆的特性阻抗变化。此外，人们还在研制利用光纤的检漏法。这种方法的优点是响应速度快，能检出微小的泄漏，缺点是材料成本高、连续使用性差，应用领域有限。

3、应力波法

    管线由于腐蚀，人为打孔等原因破裂时，会产生一个高频的振动噪声，以应力波的形式沿管壁传播，其强度随距离以指数规律衰减。把对振动噪声敏感的传感器安装在管道上，可发现2——3公里外的管道破裂。

    天津大学精仪学院于1992年便研究了管道泄漏引发的应力波及其在管壁中传播的机理，分析了泄漏引发的管道横振、纵振和圆环振动。分析了埋地管道与土壤之间的相互作用，提出了当泄漏引发振动与管道固有振动频率发生共振时，泄漏引发应力波能传播较远的距离。流体泄漏在管道中引发的应力波的特征反映出泄漏是否发生和泄漏状况，他们提出一系列时域统计指标(包括峰值、均幅值、方差、均方差、方根幅值、波形指标、峰值因子、脉冲因子、裕度因子、峭度因子等)描述应力波的特征，建立了神经网络学习矩阵。并于1994年研制出一种便携式基于人工神经网络的管道泄漏检测仪，图1-3为应力波法管道泄漏检测仪的传感器部分。传感器本身带有磁性，可方便地吸附于管壁上。

管道内/外部检测方法

4、光纤传感器方法

    光纤传感器是最近儿年来发展的一个热点，已在实现物理量测量的同时可以进行信号的传输，在解决信号衰减和抗干扰方面有着独特的优越性。

    用光纤传感器检测管道泄漏的方法是根据管道中输送的热物质泄漏会引起周围环境温度的变化，利用分布式光纤温度传感器连续测量沿管道的温度分布，当沿管道的温度变化超过一定的范围，就可以判断发生了泄漏。

    此外，随着各种分布式光纤传感器的发展，末来可以实现利用一根或几根光纤对油气管线内介质的温度、压力、流量、管壁应力进行分布式在线测量，这在管道监控系统中将极具应用潜力。

5、实时模型及统计决策方法

    随着管道SCADA ( supervisory control and data acquisition)系统的发展，一些以软件为基础的检测方法，特别是管道实时瞬变模型法或统计决策的方法，表现出了良好的发展前景。

    瞬变模型法是建立管内流体流动的数学模型，在一定边界条件下求解管内流场，然后将计算值与管端的实测值相比较。当实测值与计算值的偏差人于一定范围时，即认为发生了泄漏。在泄漏定位中使用稳态模型，根据管道内的压力梯度变化可以确定泄漏点的位置。瞬变模型法报警门限值与测量仪器误差、流动模型误差、数值方法误差以及要求的报警时间有关。如果采用较小门限值来检测更小的泄漏，那么由十以上原因导致的不确定性就会产生更多的误报警;如果要求低的误报警率，那么所能检测到的最小的泄漏必然变大。误报警率高是瞬变模型法在实际应用中的一个难以解决的问题。

    统计决策方法是一种新型的管道检漏方法。它使用序贯概率比检测(SPRT的方法对实测的压力、流量值进行分析，连续计算发生泄漏的概率，并利用最小二乘法进行泻漏点定位。该方法使用统计决策论的观点较好地解决了瞬变模型中误报警的问题，而且不用计算复杂的管道模型，降低了计算上的复杂性。统计泄漏检测系统还具有在线学习能力，可以适应管道参数的变化。

6、负压波法

    在泄漏发生时，泄漏处立即产生因流体物质损失而引起局部流体密度减小出现的瞬时压力降低，这个瞬时的压力下降作用在流体介质上就作为减压波源，通过管道和流体介质向泄漏点的上下游以声速传播。当以泄漏前的压力作为参考标准时，泄漏时产生的减压波就称为负压波。管道中输送介质不同，负压波的传播速度大小也不相同。如在天然气中大约为300m/s，在液体油中则大约为1200m/s。如果泄漏点两端或者管道的泵站设置压力传感器用来检测负压波信号，根据检测负压波的梯度特征和压力变化率的时间差，利用相关的信号处理方法就可确定泄漏点的位置和泄漏时间。负压波检测法可迅速检测突发性的大量泄漏，在快速诊断法中占有重要地位。

    在众多的管道泄漏检测方法中，负压波法最为适合检测突发性的泄漏事故，

在我们的应用中，选用这种方法作为检测原理。