次聲波智能管道泄漏檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于管道檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種次聲波智能管道泄漏檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]管道已成為輸送石油、天然氣等能源的重要運(yùn)輸手段，為了保障油氣管道的運(yùn)行安全，必須對(duì)其進(jìn)行定期檢測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，采取措施，防止出現(xiàn)重大事故。當(dāng)前常規(guī)的管道檢測(cè)方法有漏磁檢測(cè)、渦流檢測(cè)、聲波檢測(cè)等，其中漏磁檢測(cè)的應(yīng)用最為廣泛和成熟，然而漏磁檢測(cè)存在著對(duì)被測(cè)管道的限制(管壁不能太厚)，抗干擾能力差和空間分辨力低等缺點(diǎn)；渦流檢測(cè)由于本身技術(shù)特點(diǎn)決定了在應(yīng)用中存在著深透性變化，會(huì)產(chǎn)生類似金屬缺陷的信號(hào)造成對(duì)真正信號(hào)的掩蓋等缺點(diǎn)；聲波檢測(cè)方法有檢測(cè)精度高，適用于不同管徑和復(fù)雜環(huán)境的管道等優(yōu)勢(shì)，成為研宄人員近年來研宄的重點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有次聲波管道泄漏檢測(cè)裝置一般為一次表形式，儀表殼體內(nèi)集成了信號(hào)采集、信號(hào)調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理等模塊。在管道施工現(xiàn)場(chǎng)使用該類儀表需要布放許多線纜(電纜、網(wǎng)線、GPS天線等)，由于現(xiàn)場(chǎng)多為室外油氣管道環(huán)境，布放過多線纜不僅造成安裝、調(diào)試不便，還會(huì)引入許多不安全因素，給工程施工和后期維護(hù)都造成較大負(fù)擔(dān)。
[0004]中國發(fā)明專利201310338738.4公開了一種輸油管道泄漏檢測(cè)與定位系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)處理分析模塊、聲光報(bào)警模塊、顯示模塊、GPS全球定位模塊、GSM模塊、GPRS網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心，該系統(tǒng)結(jié)合負(fù)壓波法對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)泄漏位置進(jìn)行定位，具有靈敏度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、定位準(zhǔn)確等特點(diǎn)。但該系統(tǒng)并入了顯示模塊、GPS全球定位模塊、GSM模塊等模塊，將其應(yīng)用在管道檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)仍然需要布放很多線纜，施工不便且存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有管道泄漏檢測(cè)技術(shù)中存在的在施工現(xiàn)場(chǎng)布放線纜過多，施工不便且存在安全隱患的缺陷，提出了一種次聲波智能管道泄漏檢測(cè)裝置。
[0006]本實(shí)用新型提供了一種次聲波智能管道泄漏檢測(cè)裝置，在兩個(gè)儀表殼體中分別封裝信號(hào)采集模塊和數(shù)據(jù)處理傳輸模塊，所述信號(hào)采集模塊和數(shù)據(jù)處理傳輸模塊通過一根專用線纜連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集模塊包括供電單元、次聲波傳感單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、控制單元，所述供電單元與次聲波傳感器單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、控制單元分別連接，所述控制單元分別與次聲波傳感單元、數(shù)據(jù)傳輸單元連接；所述次聲波傳感單元用于采集管道內(nèi)的泄漏次聲波傳感信號(hào)，生成傳感數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)傳輸單元用于接收次聲波傳感單元生成的傳感數(shù)據(jù)并向數(shù)據(jù)處理傳輸模塊傳輸；所述控制單元用于控制次聲波傳感單元和數(shù)據(jù)傳輸單元工作；所述供電單元向次聲波傳感單元、數(shù)據(jù)傳輸單元以及控制單元提供所需的工作電壓。所述數(shù)據(jù)傳輸單元采用485通信接口，接收次聲波傳感單元的傳感數(shù)據(jù)，并通過專用線纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸處理模塊。
[0008]所述數(shù)據(jù)處理傳輸模塊包括供電單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、數(shù)據(jù)處理單元、網(wǎng)絡(luò)接口單元、系統(tǒng)時(shí)間同步單元，所述供電單元與數(shù)據(jù)傳輸單元、數(shù)據(jù)處理單元、網(wǎng)絡(luò)接口單元、系統(tǒng)時(shí)間同步單元分別連接，所述數(shù)據(jù)傳輸單元、系統(tǒng)時(shí)間同步單元的輸出端與數(shù)據(jù)處理單元連接，所述網(wǎng)絡(luò)接口單元的輸入端與數(shù)據(jù)處理單元連接，所述數(shù)據(jù)傳輸單元用于接收信號(hào)采集模塊的傳感數(shù)據(jù)并傳輸至數(shù)據(jù)處理單元；所述數(shù)據(jù)處理單元對(duì)傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與泄漏識(shí)別處理，生成處理結(jié)果數(shù)據(jù)；所述網(wǎng)絡(luò)接口單元用于與遠(yuǎn)端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述系統(tǒng)時(shí)間同步單元用于校正系統(tǒng)時(shí)間；所述供電單元為數(shù)據(jù)傳輸單元、數(shù)據(jù)處理單元、網(wǎng)絡(luò)接口單元、系統(tǒng)時(shí)間同步單元提供工作電壓。所述數(shù)據(jù)傳輸單元采用485通信接口，接收信號(hào)采集模塊的數(shù)據(jù)傳輸單元傳輸來的傳感數(shù)據(jù)，并傳輸至數(shù)據(jù)處理單元。所述系統(tǒng)時(shí)間同步單元優(yōu)選GPS模塊，保持系統(tǒng)時(shí)間與GPS星座時(shí)間同步。
[0009]更進(jìn)一步的，所述次聲波傳感單元包括次聲波傳感器、信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述次聲波傳感器采集管道內(nèi)的泄漏次聲波傳感信號(hào)，生成模擬信號(hào)，所述信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)理后并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，生成傳感數(shù)據(jù)。所述網(wǎng)絡(luò)接口單元通過TCP協(xié)議與遠(yuǎn)端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果為:突出了對(duì)管道泄漏檢測(cè)設(shè)備實(shí)際工況條件的考慮，將信號(hào)采集模塊和數(shù)據(jù)處理傳輸模塊分離，并封裝在兩個(gè)儀表中，兩者之間通過485總線進(jìn)行通信，封裝有信號(hào)采集模塊的儀表安裝在待測(cè)管道上，封裝有數(shù)據(jù)處理傳輸模塊的儀表通過一根專用線纜可以放置在距離信號(hào)采集模塊幾百到一千米以外的安全區(qū)域，網(wǎng)線、GPS天線等線纜可以隨數(shù)據(jù)處理傳輸模塊設(shè)置在比較方便的地方，避免了在管道現(xiàn)場(chǎng)安裝過多的線纜造成的安全隱患，同時(shí)，這種分離式安裝方式也減小了現(xiàn)場(chǎng)施工難度，大大降低了維護(hù)成本；采用GPS模塊校正系統(tǒng)時(shí)間，對(duì)采集到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行GPS時(shí)間打標(biāo)，使信號(hào)標(biāo)識(shí)時(shí)間不受網(wǎng)絡(luò)延遲影響；信號(hào)采集模塊直接輸出數(shù)字信號(hào)，避免了輸出模擬信號(hào)長距離傳送中可能引入的噪聲；通過TCP協(xié)議與遠(yuǎn)端服務(wù)器進(jìn)行通信，可以保證通信速度和通信質(zhì)量；實(shí)現(xiàn)對(duì)管道泄漏次聲波信號(hào)的連續(xù)檢測(cè)、精確授時(shí)，具有靈敏度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、定位精確的優(yōu)勢(shì)。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型原理框圖；
[0012]圖2為實(shí)施例信號(hào)采集模塊電路設(shè)計(jì)框圖；
[0013]圖3為實(shí)施例數(shù)據(jù)處理傳輸模塊電路設(shè)計(jì)框圖。
[0014]附圖標(biāo)記:
[0015]A.信號(hào)米集模塊，B.數(shù)據(jù)處理傳輸模塊，1.次聲波傳感器，2.信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，3.ARM微處理器，4.RS485模塊，5.電源模塊，6.D⑶C模塊，7.航空插座，8.專用線纜，9.RS485模塊，10.ARM微處理器，11.網(wǎng)口芯片，12.GPS模塊，13.模塊電源，14.電源模塊，15.繼電器，16.安全柵，17.航空插座，18.射頻同軸連接器，19.GPS天線。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】:
[0017]本實(shí)用新型提供了一種次聲波智能管道泄漏檢測(cè)裝置，在兩個(gè)儀表殼體中分別封裝信號(hào)采集模塊A和數(shù)據(jù)處理傳輸模塊B，所述信號(hào)采集模塊A和數(shù)據(jù)處理傳輸模塊B通過一根專用線纜8連接。
[0018]如圖1所示，所述信號(hào)采集模塊A包括供電單元、次聲波傳感單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、控制單元，所述供電單元與次聲波傳感器單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、控制單元分別連接，所述控制單元分別與次聲波傳感單元、數(shù)據(jù)傳輸單元連接；所述次聲波傳感單元用于采集管道內(nèi)的泄漏次聲波傳感信號(hào)，生成傳感數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)傳輸單元用于接收次聲波傳感單元生成的傳感數(shù)據(jù)并向數(shù)據(jù)處理傳輸模塊B傳輸；所述控制單元用于控制次聲波傳感單元和數(shù)據(jù)傳輸單元工作；所述供電單元向次聲波傳感單元、數(shù)據(jù)傳輸單元以及控制單元提供所需的工作電壓。
[0019]如圖2所示，所述次聲波傳感器單元包括次聲波傳感器1、信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2，所述控制單元由ARM微處理器3及其外圍電路組成，所述數(shù)據(jù)傳輸單元采用RS485模塊4，所述供電單元包括電源模塊5和DCDC模塊6 ;所述電源模塊5分別與RS485模塊4、ARM微處理器3、信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2和D⑶C模塊6連接，所述ARM微處理器3分別與RS485模塊4和信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2連接，所述次聲波傳感器I有兩接線端分別與信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2和D⑶C模塊6連接；所述電源模塊5和RS485模塊4通過一航空插座7與專用線纜8連接。所述次聲波傳感器I采集管道內(nèi)的泄漏次聲波傳感信號(hào)，生成模擬信號(hào)；所述信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2將模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)理后并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，生成傳感數(shù)據(jù)；所述ARM微處理器3通過SPI接口與信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2通信，控制信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2的模數(shù)轉(zhuǎn)換過程，并讀取轉(zhuǎn)換后的結(jié)果，所述ARM微處理器3通過RS485接口完成與數(shù)據(jù)處理傳輸模塊B的數(shù)據(jù)通信，把傳感數(shù)據(jù)通過RS485模塊4連續(xù)的發(fā)送到數(shù)據(jù)處理傳輸模塊B ;所述RS485模塊4接收次聲波傳感單元的傳感數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為RS485協(xié)議電平，通過專用線纜8傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸處理模塊B ;所述電源模塊5由兩片電源芯片及其外圍電路組成，其中一片型號(hào)為LM2596S-5.0，LM2596S-5.0為D⑶C模塊6提供5VDC,另一片型號(hào)為AMSl117-3.3，為RS485模塊4、ARM微處理器3、信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2提供3.3VDC ;所述D⑶C模塊6變壓輸出供次聲波傳感器I使用的土 15VDC。
[0020]所述次聲波傳感器I采用CAS1-FPS-2011型次聲波傳感器，動(dòng)態(tài)范圍128dB，靈敏度 200mv/Pa。
[0021]所述信號(hào)調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2采用AD7606-4芯片，AD7606-4芯片是一款4通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，內(nèi)置模擬輸入箝位保護(hù)、二階抗混疊濾