一種輸氣管道監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液位測(cè)量領(lǐng)域，主要涉及對(duì)密閉容器內(nèi)液位進(jìn)行測(cè)量的一種系統(tǒng)和方法，尤其涉及一種輸氣管道監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣管道在一定條件下會(huì)產(chǎn)生積液，積液占據(jù)一部分管道截面，減小了氣體的有效輸送截面積，導(dǎo)致管輸效率降低，在一定溫度條件下還有可能會(huì)形成水合物，造成冰堵事故。對(duì)于高含硫和二氧化碳的氣體集輸管道，積液的存在還會(huì)加速管線腐蝕，造成管線穿孔，引發(fā)泄漏，甚至導(dǎo)致中毒事故。定期清管是減少管內(nèi)積液的有效和通常采用的方法，而確定清管周期和制定清管方案，需要知道管內(nèi)積液的多少，即需要對(duì)管內(nèi)積液量進(jìn)行測(cè)量。
[0003]中國(guó)發(fā)明專利CN1155809C公開了一種采用伽馬射線測(cè)量管道積液量技術(shù)。射線方法不足之處在于:射線在鋼制管壁中衰減劇烈，需要對(duì)管線開孔以布置射線源倉(cāng)，不能對(duì)已建好的集輸管線積液量進(jìn)行非介入式檢測(cè)，此外，該類方法還存在輻射風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]超聲波廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)罐等密閉容器液位的檢測(cè)，傳統(tǒng)超聲液位液位測(cè)量方法工作原理是采用時(shí)差法，由超聲波發(fā)射探頭發(fā)出超聲波，在介質(zhì)中傳播，遇到氣液界面后被反射，由接收探頭接收反射回波。利用超聲波在介質(zhì)中的傳播時(shí)間和超聲波聲速計(jì)算其傳播距離，從而得到液位高度。當(dāng)容器內(nèi)溫度、壓力發(fā)生變化，或容器內(nèi)氣液相介質(zhì)組分改變時(shí)，聲速也將發(fā)生變化，很難保證液位測(cè)量精度。
中國(guó)發(fā)明專利100434906C公開了一種自校正式超聲波液位測(cè)量裝置，為進(jìn)行聲速校正需要在被測(cè)容器內(nèi)部安裝一固定反射環(huán)，并非真正意義上的非介入式測(cè)量方法。
[0005]天然氣管道壓力高、輸送介質(zhì)易燃易爆，高含硫天然氣還有劇毒，為保證安全，杜絕介質(zhì)泄漏隱患，要求采用的積液測(cè)量方法不能改變現(xiàn)有管線結(jié)構(gòu)，只能在管外壁進(jìn)行非介入式測(cè)量。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有管道積液測(cè)量技術(shù)，通常為介入式測(cè)量方法，需要對(duì)現(xiàn)有管道進(jìn)行改造，無(wú)法滿足正在運(yùn)行的天然氣管線積液檢測(cè)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于提出一種非介入式管道積液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法，無(wú)需聲速校正，不受管道內(nèi)氣液相組分以及溫度、壓力等參數(shù)影響，且不改變現(xiàn)有管路結(jié)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)管內(nèi)積液高度的快速測(cè)量。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下具體技術(shù)方案:
一種輸氣管道監(jiān)控系統(tǒng)，包括:
氣體傳感器，安裝于輸氣管道內(nèi)，用于檢測(cè)輸氣管道內(nèi)氣體濃度，生成氣體濃度信號(hào)并發(fā)送；
發(fā)聲器，設(shè)置在輸氣管道一側(cè)的管壁上，用于向管壁發(fā)射聲波;管道另一側(cè)的管壁上設(shè)有音頻檢測(cè)裝置，所述音頻檢測(cè)裝置用于接收所述發(fā)聲器發(fā)出的聲音并將其轉(zhuǎn)化為音頻信號(hào)；
通信裝置，用于接收實(shí)際氣體濃度信號(hào)和實(shí)際音頻信號(hào)，并將實(shí)際氣體濃度信號(hào)和實(shí)際音頻信號(hào)發(fā)射給監(jiān)控中心；
監(jiān)控中心，所述監(jiān)控中心內(nèi)具有氣體濃度信號(hào)預(yù)設(shè)值和音頻信號(hào)預(yù)設(shè)值；
監(jiān)控中心獲取通信裝置發(fā)來(lái)的實(shí)際氣體濃度信號(hào)和實(shí)際音頻信號(hào)，將實(shí)際氣體濃度信號(hào)與氣體濃度預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比；
將實(shí)際音頻信號(hào)與音頻預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較；
當(dāng)判斷所述實(shí)際氣體濃度信號(hào)與氣體濃度預(yù)設(shè)值不一致、或者實(shí)際音頻信號(hào)與音頻預(yù)設(shè)值不一致，則發(fā)出報(bào)警。
[0009]所述發(fā)聲器設(shè)置在輸氣管道內(nèi)產(chǎn)生積液的低洼處所對(duì)應(yīng)的管道外壁上。
[0010]所述發(fā)聲器為固定頻率發(fā)聲器。
[0011 ]還包括隔音罩，所述隔音罩為環(huán)形，套接在所述輸氣管道的外部，并覆蓋所述發(fā)聲器及音頻檢測(cè)裝置。
[0012]所述隔音罩與輸氣管道管壁之間設(shè)有密封膠。
[0013]所述密封膠為環(huán)氧樹脂密封膠或絕緣密封膠。
[0014]一種輸氣管道監(jiān)控方法，采用所述的輸氣管道監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控;該方法包括如下步驟:
步驟一、預(yù)先在監(jiān)控中心內(nèi)存儲(chǔ)并設(shè)置氣體濃度監(jiān)控信息表、以及所述音頻檢測(cè)裝置檢測(cè)到的音頻信息表；
所述氣體濃度監(jiān)控信息表中記錄有氣體濃度預(yù)設(shè)值；
所述音頻信息表中記錄有當(dāng)輸氣管道內(nèi)積液量允許最大值時(shí)音頻檢測(cè)裝置檢測(cè)到的音頻預(yù)設(shè)值；
步驟二、監(jiān)控中心獲取通信裝置發(fā)來(lái)的實(shí)際氣體濃度信號(hào)和實(shí)際音頻信號(hào)，將實(shí)際氣體濃度信號(hào)與氣體濃度監(jiān)控信息表中記錄的氣體濃度預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比；
將實(shí)際音頻信號(hào)與音頻信息表中記錄的音頻預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較；
當(dāng)判斷所述實(shí)際氣體濃度信號(hào)與氣體濃度預(yù)設(shè)值不一致、或者實(shí)際音頻信號(hào)與音頻預(yù)設(shè)值不一致，則發(fā)出報(bào)警。
[0015]還包括濕度計(jì)，所述濕度計(jì)周期性地監(jiān)測(cè)管道內(nèi)濕度并生成濕度信號(hào)傳遞給所述通信裝置。
[0016]本發(fā)明與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn):
(I)為非介入式積液測(cè)量方法，無(wú)需在管壁上開孔，不會(huì)對(duì)管線強(qiáng)度造成破壞，無(wú)泄漏風(fēng)險(xiǎn)，尤其適合輸送腐蝕性、有毒性介質(zhì)管線內(nèi)部積液監(jiān)測(cè)；
(2)不受管道內(nèi)氣液相介質(zhì)的組成，以及溫度、壓力等參數(shù)影響，無(wú)需進(jìn)行聲速校正；
(3)所需能量微小，不會(huì)引發(fā)安全問(wèn)題，防爆性能好；
(4)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，無(wú)壓力損失，維護(hù)成本低；
(5)不影響管線清管等正常作業(yè)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明輸氣管道監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 其中，I為輸氣管;2為發(fā)聲器;3為音頻檢測(cè)裝置;4為通信裝置;5為監(jiān)控中心;6為隔音罩。
【具體實(shí)施方式】
[0018]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0019]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是