双通道天然气管道球阀内漏检测装置及方法
【专利摘要】本发明涉及天然气管道检测【技术领域】，特别涉及一种双通道天然气管道球阀内漏检测装置，包括：电源、第一声发射传感器、第二声发射传感器、信号放大器、升压模块、模数转换模块及数据采集模块。第一声发射传感器和第二声发射传感器与信号放大器连接；信号放大器通过电阻调节模块与数据采集模块连接；数据采集模块与分析设备连接；电源通过升压模块与信号放大器连接。本发明还提供了一种双通道天然气管道球阀内漏检测方法。本发明提供的双通道天然气管道球阀内漏检测方法，可以同时在天然气管道球阀的上下游探测球阀产生的噪声信号，能够高效地检测出天然气管道球阀是否发生内漏。
【专利说明】双通道天然气管道球阀内漏检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天然气管道检测【技术领域】，特别涉及一种双通道天然气管道球阀内漏检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]球阀是天然气管道的重要组成部分，球阀多为大口径，且通常在高压力状态下工作，故需要很好的密封性，不能存在内漏。一旦内漏将严重威胁天然气管道运行的安全，因此需要对其进行准确的泄漏定位与定量检测。常用的球阀内漏检测方法主要包括:人工巡检、压降检测等，以上检测方法比较简单，主要通过听觉和人眼观察进行内漏判断，然而主观影响因素高，检测时间长，不能定量分析，因此无法满足现有球阀内漏率量化检测要求。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种能够对天然气管道球阀的上、下游同步探测，以确定球阀是否发生内漏的双通道天然气管道球阀内漏检测装置及方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供了一种双通道天然气管道球阀内漏检测装置，包括:第一电源、第一声发射传感器、第二声发射传感器、第一信号放大器、第二信号放大器、升压模块、第一电阻调节模块、第二电阻调节模块及数据采集模块。所述第一声发射传感器与所述第一信号放大器连接；所述第一信号放大器通过所述第一电阻调节模块与所述数据采集模块连接；所述第二声发射传感器与所述第二信号放大器连接；所述第二信号放大器通过所述第二电阻调节模块与所述数据采集模块连接。所述数据采集模块与外部的分析设备连接；所述第一电源通过所述升压模块与所述第一信号放大器和所述第二信号放大器分别连接。
[0005]进一步地，还包括:第二电源；所述第二电源分别与所述第一信号放大器和所述第二信号放大器连接，为所述第一信号放大器和所述第二信号放大器供电。
[0006]进一步地，所述第一电阻调节模块和所述第二电阻调节模块均为滑动变阻器。
[0007]进一步地，所述滑动变阻器的输入端为IK欧姆、输出端为250欧姆。
[0008]进一步地，所述第一声发射传感器和所述第二声发射传感器均为谐振式声发射传感器。
[0009]进一步地，所述第一信号放大器和所述第二信号放大器的输入、输出接口均为带屏蔽的BNC接口。
[0010]进一步地，所述数据采集模块的输出接口为USB接口。
[0011]本发明还提供了一种双通道天然气管道球阀内漏检测方法，包括:将第一声发射传感器和第二声发射传感器放置于空气中检测环境噪声，对所述第一声发射传感器和所述第二声发射传感器初始化标定；将所述第一声发射传感器与所述球阀上游的管道耦合、固定；将所述第二声发射传感器与所述球阀下游的管道耦合、固定；利用分析设备获取所述第一声发射传感器检测的第一噪声信号，以及获取所述第二声发射传感器检测的第二噪声信号；若所述第二噪声信号的均方根值大于所述第一噪声信号的均方根值，则所述球阀发生内漏。
[0012]进一步地，当对所述第一声发射传感器和所述第二声发射传感器初始化标定时，如果所述第一声发射传感器和所述第二声发射传感器检测的噪声信号的均方根值均为0，则标定结束。
[0013]进一步地，所述第一声发射传感器通过磁性夹具与所述球阀上游的管道固定；所述第二声发射传感器通过磁性夹具与所述球阀下游的管道固定。
[0014]本发明提供的双通道天然气管道球阀内漏检测装置设置有两个声发射传感器，能够同时在天然气管道球阀的上下游探测球阀产生的噪声信号，为分析设备提供探测信号，便于分析设备分析天然气管道球阀是否发生内漏。本发明提供的双通道天然气管道球阀内漏检测装置中还设置有第一电阻调节模块和第二电阻调节模块，能够在信号的传递过程中起到限流的作用，防止电流过大烧坏设备。本发明提供的双通道天然气管道球阀内漏检测方法，操作简单，能够高效地检测出天然气管道球阀是否发生内漏。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例提供的双通道天然气管道球阀内漏检测装置结构示意图；
[0016]图2为本发明实施例提供的双通道天然气管道球阀内漏检测装置及其盛放箱俯视图；
[0017]图3为本发明实施例提供的双通道天然气管道球阀内漏检测装置的盛放箱结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]参见图1和图2，本发明实施例提供了一种双通道天然气管道球阀内漏检测装置，包括:第一电源、第一声发射传感器、第二声发射传感器、第一信号放大器1、第二信号放大器10、升压模块4、第一电阻调节模块3、第二电阻调节模块9及数据采集模块8。
[0019]参见图1，第一声发射传感器与第一信号放大器I连接，第一声发射传感器用于采集天然气管道球阀内漏产生的第一噪声信号，第一噪声信号经第一信号放大器I进行放大处理。第一信号放大器I通过第一电阻调节模块3与数据采集模块8连接，经第一信号放大器I放大后的第一噪声信号通过第一电阻调节模块3传递至数据采集模块8进行存储。第二声发射传感器与第二信号放大器10连接，第二声发射传感器用于采集天然气管道球阀内漏产生的第二噪声信号，第二噪声信号经第二信号放大器10进行放大处理。第二信号放大器10通过第二电阻调节模块9与数据采集模块8连接，经第二信号放大器10放大后的第二噪声信号通过第二电阻调节模块9传递至数据采集模块8进行存储。数据采集模块8与外部的分析设备连接，将存储的噪声信号(包括第一噪声信号和第二噪声信号)传送至分析设备进行内漏分析。第一电源(本实施例采用笔记本所带的电池作为第一电源)通过升压模块4与第一信号放大器I和第二信号放大器10分别连接；升压模块4为信号放大器提供稳定的电压(提供28V直流电)。
[0020]参见图1,为保证第一信号放大器I和第二信号放大器10稳定、可靠的工作,本发明实施例提供的双通道天然气管道球阀内漏检测装置还包括第二电源11。第二电源11分别与第一信号放大器I和第二信号放大器10连接，为第一信号放大器I和第二信号放大器10供电(提供28V直流电)。在实际应用中，当第一电源电量不足或出现故障时，可开启第二电源11代替第一电源工作。
[0021]本发明实施例提供的双通道天然气管道球阀内漏检测装置中，第一电阻调节模块3和第二电阻调节模块9均采用滑动变阻器，滑动变阻器的输入端为IK欧姆、输出端为250欧姆；第一电阻调节模块3和第二电阻调节模块9通过改变电阻的大小实现对回路的保护。第一声发射传感器和第二声发射传感器均为谐振式声发射传感器，工作频率为20KHz?220KHz,中心频率为150KHz。第一信号放大器I和第二信号放大器10的输入、输出接口为带屏蔽的BNC接口，增益为40dB±ldB，带宽为20KHz?2.5MHz，供电电压为28V直流电。数据采集模块8的输出接口为USB接口，最大采样频率为IMHz。
[0022]本发明实施例还提供了一种双通道天然气管道球阀内漏检测方法，包括:
[0023]步骤10、将第一声发射传感器和第二声发射传感器放置于空气中检测环境噪声，对第一声发射传感器和第二声发射传感器初始化标定；当对所述第一声发射传感器和所述第二声发射传感器初始化标定时，如果所述第一声发射传感器和所述第二声发射传感器上传检测的噪声信号的均方根值均为O时，则标定结束。
[0024]步骤20、将第一声发射传感器与球阀上游的管道耦合(通过耦合剂耦合)、固定(通过磁性夹具固定)；将第二声发射传感器与球阀下游的管道耦合(通过耦合剂耦合)、固定(通过磁性夹具固定)。
[0025]步骤30、利用分析设备获取第一声发射传感器检测的第一噪声信号，以及获取第二声发射传感器检测的第二噪声信号；若第二噪声信号的均方根值大于第一噪声信号的均方根值，则判定球阀发生内漏。
[0026]如果现场环境噪声严重，可进行四点法检测，四点法检测的基本原理与上述方法相同。选择球阀上游的两个点:A点和B点(A点设置在B点的上游)，选择球阀下游的两个点:C点和D点(C点设置在D点的上游)。利用双通道天然气管道球阀内漏检测装置探测A、B、C、D四点的噪声信号，如果C点的噪声强度(单位为分贝)高于A点和B点的噪声强度(单位为分贝)，说明球阀存在泄漏，如果D点的噪声强度(单位为分贝)高于C点的噪声强度(单位为分贝)，说明声音是从下游的其它点传来的，球阀不存在泄漏。
[0027]参见图2和图3，本发明实施例还提供了一种双通道天然气管道球阀内漏检测装置的盛放箱，包括:箱体2、ABS防爆盒12、EVA内衬7及磁夹具5。EVA内衬7放置在箱体2内。EVA内衬7上设置有防爆盒放置槽、耦合剂放置槽6、磁夹具5放置槽及声发射传感器放置槽。ABS防爆盒12放置在防爆盒放置槽内；耦合剂放置槽6用于放置耦合剂；磁夹具5放置槽用于放置磁夹具5 ;声发射传感器放置槽用于放置第一声发射传感器和第二声发射传感器。
[0028]本发明实施例提供的双通道天然气管道球阀内漏检测装置设置有两个声发射传感器，能够同时在天然气管道球阀的上下游探测球阀产生的噪声信号，为分析设备提供探测信号，便于分析设备分析天然气管道球阀是否发生内漏。本发明实施例提供的双通道天然气管道球阀内漏检测装置中还设置有电阻调节模块，能够在信号的传递过程中起到限流的作用，防止电流过大烧坏设备。本发明实施例提供的双通道天然气管道球阀内漏检测方法，操作简单，能够高效地检测出天然气管道球阀是否发生内漏。
[0029]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种双通道天然气管道球阀内漏检测装置，其特征在于，包括:第一电源、第一声发射传感器、第二声发射传感器、第一信号放大器、第二信号放大器、升压模块、第一电阻调节模块、第二电阻调节模块及数据采集模块； 所述第一声发射传感器与所述第一信号放大器连接； 所述第一信号放大器通过所述第一电阻调节模块与所述数据采集模块连接； 所述第二声发射传感器与所述第二信号放大器连接； 所述第二信号放大器通过所述第二电阻调节模块与所述数据采集模块连接； 所述数据采集模块与外部的分析设备连接； 所述第一电源通过所述升压模块与所述第一信号放大器和所述第二信号放大器分别连接。
2.根据权利要求1所述的双通道天然气管道球阀内漏检测装置，其特征在于，还包括:第二电源； 所述第二电源分别与所述第一信号放大器和所述第二信号放大器连接，为所述第一信号放大器和所述第二信号放大器供电。
3.根据权利要求1所述的双通道天然气管道球阀内漏检测装置，其特征在于，所述第一电阻调节模块和所述第二电阻调节模块均为滑动变阻器。
4.根据权利要求3所述的双通道天然气管道球阀内漏检测装置，其特征在于，所述滑动变阻器的输入端为IK欧姆、输出端为250欧姆。
5.根据权利要求1-4任一项所述的双通道天然气管道球阀内漏检测装置，其特征在于，所述第一声发射传感器和所述第二声发射传感器均为谐振式声发射传感器。
6.根据权利要求1-4任一项所述的双通道天然气管道球阀内漏检测装置，其特征在于，所述第一信号放大器和所述第二信号放大器的输入、输出接口均为带屏蔽的BNC接口。
7.根据权利要求1-4任一项所述的双通道天然气管道球阀内漏检测装置，其特征在于，所述数据采集模块的输出接口为USB接口。
8.—种双通道天然气管道球阀内漏检测方法，其特征在于，包括: 将第一声发射传感器和第二声发射传感器放置于空气中检测环境噪声，对所述第一声发射传感器和所述第二声发射传感器初始化标定； 将所述第一声发射传感器与所述球阀上游的管道耦合、固定；将所述第二声发射传感器与所述球阀下游的管道耦合、固定； 利用分析设备获取所述第一声发射传感器检测的第一噪声信号，以及获取所述第二声发射传感器检测的第二噪声信号；若所述第二噪声信号的均方根值大于所述第一噪声信号的均方根值，则所述球阀发生内漏。
9.根据权利要求8所述的双通道天然气管道球阀内漏检测方法，其特征在于，当对所述第一声发射传感器和所述第二声发射传感器初始化标定时，如果所述第一声发射传感器和所述第二声发射传感器检测的噪声信号的均方根值均为0，则标定结束。
10.根据权利要求8或9所述的双通道天然气管道球阀内漏检测方法，其特征在于，所述第一声发射传感器通过磁性夹具与所述球阀上游的管道固定；所述第二声发射传感器通过磁性夹具与所述球阀下游的管道固定。
【文档编号】F17D5/06GK104180168SQ201410421254
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】毕治强, 李振林, 常景龙, 刘刚, 张海峰, 周永涛, 李明晓, 张旭东, 郭存杰, 李原欣, 聂新永, 刘龙, 张立双, 刘达, 倪少清, 郭茂磊 申请人:中国石油天然气股份有限公司