一種油氣管道清管球定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種油氣管道清管球定位系統(tǒng)，主要由低頻聲波發(fā)射裝置、音波傳感器、數(shù)據(jù)采集處理終端、堵塞監(jiān)測定位服務(wù)器、監(jiān)控終端組成，其特征在于：低頻聲波發(fā)射裝置產(chǎn)生強度較大的可選擇頻率的低頻聲波并傳導(dǎo)到被檢測管道之中，通過設(shè)置在管道上的音波傳感器感測到該聲波信號并實時將管道中的聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給前端處理模塊；然后，數(shù)據(jù)采集處理終端把接收的音波傳感器采集到的音波信號進行預(yù)處理與放大，轉(zhuǎn)換為數(shù)字域的多通道音波信號傳送給堵塞監(jiān)測定位服務(wù)器。
【專利說明】
一種油氣管道清管球定位系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種油氣管道清管球定位系統(tǒng)，實現(xiàn)對管道內(nèi)清管球及堵塞點的定位，從而減少其對管輸造成的影響。
【背景技術(shù)】
[0002]聲吶技術(shù)最早于1906年由英國海軍發(fā)明，距今已有一百余年歷史，聲吶是各國海軍進行水下監(jiān)視使用的主要技術(shù)，用于對水下目標(biāo)進行探測、分類、定位和跟蹤;進行水下通信和導(dǎo)航，保障艦艇、反潛飛機和反潛直升機的戰(zhàn)術(shù)機動和水中武器的使用。此外，聲吶技術(shù)還廣泛用于魚雷制導(dǎo)、水雷引信，以及魚群探測、海洋石油勘探、船舶導(dǎo)航、水下作業(yè)、水文測量和海底地質(zhì)地貌的勘測等。除軍事領(lǐng)域外，聲吶技術(shù)還可用于海洋測速，海流流速測量，海洋漁業(yè)，水聲通信等領(lǐng)域。聲吶技術(shù)目前的應(yīng)用領(lǐng)域還存在一定局限性，所以我公司依據(jù)主動聲吶技術(shù)的原理，自主研發(fā)并設(shè)計了清管球綜合監(jiān)測系統(tǒng)，致力于解決氣體、液體及多相流管道的清管球?qū)崟r監(jiān)測、堵塞發(fā)現(xiàn)等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，此發(fā)明旨在實時定位清管球位置，并解決清管球在管道內(nèi)卡塞位置無法確定的問題，還可解決除清管球外其他異物堵塞等流動性異常狀況，保障管道流動性安全，確保管道穩(wěn)定、可靠、安全的運營。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種油氣管道清管球定位系統(tǒng)，主要由低頻聲波發(fā)射裝置、音波傳感器、數(shù)據(jù)采集處理終端、堵塞監(jiān)測定位服務(wù)器、監(jiān)控終端組成，其特征在于:低頻聲波發(fā)射裝置產(chǎn)生強度較大的可選擇頻率的低頻聲波并傳導(dǎo)到被檢測管道之中，通過設(shè)置在管道上的音波傳感器感測到該聲波信號并實時將管道中的聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給前端處理模塊;然后，數(shù)據(jù)采集處理終端把接收的音波傳感器采集到的音波信號進行預(yù)處理與放大，轉(zhuǎn)換為數(shù)字域的多通道音波信號傳送給堵塞監(jiān)測定位服務(wù)器，堵塞監(jiān)測定位服務(wù)器實時接收各個數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)，通過計算識別管道流動狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生堵塞等流動狀態(tài)異常時，當(dāng)?shù)皖l次聲波遇到清管球或管道堵塞時，管道聲阻抗將發(fā)生明顯變化，平面聲波將發(fā)生反射，并沿著管道傳輸回發(fā)射點，通過測量發(fā)射聲波和反射回聲的時間延遲，并結(jié)合管道內(nèi)聲速，可精確計算出油氣管道內(nèi)清管球的實時位置，并定位油氣管道內(nèi)堵塞點的位置，在電子地圖上顯示，并快速生成去定位點的最優(yōu)路線。
[0005]所述低頻聲波發(fā)射裝置主要有三個部分組成，第一部分是波形產(chǎn)生器，其產(chǎn)生一定形式的波形信號;第二部分是功率放大器，對波形產(chǎn)生器產(chǎn)生的信號進行功率放大處理；第三部分是負(fù)載換能器，其將電信號轉(zhuǎn)換成聲信號，并輻射到介質(zhì)中去。
[0006]所述數(shù)據(jù)采集處理終端主要由放大器、濾波器、AD轉(zhuǎn)換器組成。
[0007]基于音波的用于管道堵塞監(jiān)測的系統(tǒng)具有如下特點:
I)安裝簡單，成本及維護費用不高； 2)反應(yīng)靈敏，能夠及時檢測到管道堵塞；
3)進行堵塞點監(jiān)測時，不需要管道停輸，不會對管道及管道生產(chǎn)造成不利影響，安全性尚;
4)避免了正壓波技術(shù)對管道的損傷，安全性高；
5)系統(tǒng)采用開放式的軟硬件系統(tǒng)架構(gòu)和模塊化的結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)維護和升級，也有利于系統(tǒng)性能的進一步提升。
[0008]該產(chǎn)品與傳統(tǒng)方法相比，具有安全性高，靈敏度好，定位精度高等有點，能夠避免高壓作業(yè)，大大降低危險性。
【附圖說明】
[0009]附圖1為油氣管道清管球定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0010]下面對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。
[0011]實施例1
如圖1所示，一種油氣管道清管球定位系統(tǒng)，主要由低頻聲波發(fā)射裝置、音波傳感器、數(shù)據(jù)采集處理終端、堵塞監(jiān)測定位服務(wù)器、監(jiān)控終端組成，其特征在于:低頻聲波發(fā)射裝置產(chǎn)生強度較大的可選擇頻率的低頻聲波并傳導(dǎo)到被檢測管道之中，通過設(shè)置在管道上的音波傳感器感測到該聲波信號并實時將管道中的聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給前端處理模塊；然后，數(shù)據(jù)采集處理終端把接收的音波傳感器采集到的音波信號進行預(yù)處理與放大，轉(zhuǎn)換為數(shù)字域的多通道音波信號傳送給堵塞監(jiān)測定位服務(wù)器，堵塞監(jiān)測定位服務(wù)器實時接收各個數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)，通過計算識別管道流動狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生堵塞等流動狀態(tài)異常時，當(dāng)?shù)皖l次聲波遇到清管球或管道堵塞時，管道聲阻抗將發(fā)生明顯變化，平面聲波將發(fā)生反射，并沿著管道傳輸回發(fā)射點，通過測量發(fā)射聲波和反射回聲的時間延遲，并結(jié)合管道內(nèi)聲速，可精確計算出油氣管道內(nèi)清管球的實時位置，并定位油氣管道內(nèi)堵塞點的位置。
[0012]所述低頻聲波發(fā)射裝置主要有三個部分組成，第一部分是波形產(chǎn)生器，其產(chǎn)生一定形式的波形信號;第二部分是功率放大器，對波形產(chǎn)生器產(chǎn)生的信號進行功率放大處理；第三部分是負(fù)載換能器，其將電信號轉(zhuǎn)換成聲信號，并輻射到介質(zhì)中去。
[0013]所述數(shù)據(jù)采集處理終端主要由放大器、濾波器、AD轉(zhuǎn)換器組成。
[0014]低頻聲波發(fā)射裝置的主要作用是產(chǎn)生強度較大的可選擇頻率的低頻聲波并高效的傳導(dǎo)到被檢測管道之中。根據(jù)實際管道需要選擇不同的頻率。低頻聲波發(fā)射裝置在進行堵塞點監(jiān)測時，不需要管道停輸，不會對管道生產(chǎn)造成不利影響，尤其是對液體管道，避免了壓力波水擊現(xiàn)象產(chǎn)生的壓力對栗、閥門和管道的壽命影響。
[0015]低頻聲波發(fā)射裝置主要有三個部分組成，第一部分是波形產(chǎn)生器，它的功能是產(chǎn)生一定形式的波形信號，其工作頻率、脈沖長度和重復(fù)周期都是可以選擇的。第二部分是功率放大器，由波形產(chǎn)生器產(chǎn)生的信號，功率很小，不能夠直接驅(qū)動換能器向介質(zhì)輻射足夠的聲波能量。第三部分是發(fā)射機的負(fù)載換能器，它擔(dān)負(fù)著將電信號轉(zhuǎn)換成聲信號，并輻射到介質(zhì)中去的任務(wù)。
[0016]音波傳感器，實時將管道中的聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給前端處理模塊。系統(tǒng)采用定制的高靈敏度的音波傳感器，有效地解決了微弱音波信號的捕捉問題，為系統(tǒng)的可靠運行打下了堅實的基礎(chǔ)。
[0017]數(shù)據(jù)采集處理終端，數(shù)據(jù)采集處理終端主要功能是把音波傳感器采集到的音波信號進行預(yù)處理與放大，轉(zhuǎn)換為數(shù)字域的多通道音波信號，通過維納濾波、自適應(yīng)濾波等多種方法對信號進行預(yù)處理，利用時鐘同步系統(tǒng)進行精確時間同步，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)，實時傳輸?shù)蕉氯O(jiān)測定位服務(wù)器。
以上所述的實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，不能僅以本實施例來限定本發(fā)明的專利范圍，即凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種油氣管道清管球定位系統(tǒng)，主要由低頻聲波發(fā)射裝置、音波傳感器、數(shù)據(jù)采集處理終端、堵塞監(jiān)測定位服務(wù)器、監(jiān)控終端組成，其特征在于:低頻聲波發(fā)射裝置產(chǎn)生強度較大的可選擇頻率的低頻聲波并傳導(dǎo)到被檢測管道之中，通過設(shè)置在管道上的音波傳感器感測到該聲波信號并實時將管道中的聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給前端處理模塊;然后，數(shù)據(jù)采集處理終端把接收的音波傳感器采集到的音波信號進行預(yù)處理與放大，轉(zhuǎn)換為數(shù)字域的多通道音波信號傳送給堵塞監(jiān)測定位服務(wù)器，堵塞監(jiān)測定位服務(wù)器實時接收各個數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)，通過計算識別管道流動狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生堵塞等流動狀態(tài)異常時，當(dāng)?shù)皖l次聲波遇到清管球或管道堵塞時，管道聲阻抗將發(fā)生明顯變化，平面聲波將發(fā)生反射，并沿著管道傳輸回發(fā)射點，通過測量發(fā)射聲波和反射回聲的時間延遲，并結(jié)合管道內(nèi)聲速，可精確計算出油氣管道內(nèi)清管球的實時位置，并定位油氣管道內(nèi)堵塞點的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣管道清管球定位系統(tǒng)，其特征在于:低頻聲波發(fā)射裝置主要有三個部分組成，第一部分是波形產(chǎn)生器，其產(chǎn)生一定形式的波形信號;第二部分是功率放大器，對波形產(chǎn)生器產(chǎn)生的信號進行功率放大處理;第三部分是負(fù)載換能器，其將電信號轉(zhuǎn)換成聲信號，并輻射到介質(zhì)中去。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:其數(shù)據(jù)采集處理終端主要由放大器、濾波器、AD轉(zhuǎn)換器組成。
【文檔編號】F17D5/00GK105953079SQ201610502683
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】李光曦
【申請人】北京華科合創(chuàng)科技發(fā)展有限公司