新型管道流体检漏装置及其方法
【专利摘要】本发明公开的新型管道流体检漏装置包括小口径管道并联单元和大口径管道串联组成的管道运输系统；检测小口径管道入口处和出口处流量和流速的流量计；检测并联单元中各个小口径管道出口处压强的压强传感器；控制器根据预定策略控制报警器和电控阀门，预定策略为：在入口处和出口处检测的流量值之差大于流量差阈值或流速值之差大于流速差阈值时，向报警器发出报警信号，向该管道入口处电控阀门发出关闭信号；在各个出口处检测的压强值之差大于压强差阈值时，向报警器发出报警信号，表明压强小的管道存在流失，向该管道入口处电控阀门发出关闭信号。报警器收到报警信号报警，并报告流失位置。电控阀门收到关闭信号关闭。还公开一种管道流体检漏方法。
【专利说明】新型管道流体检漏装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检漏装置，特别是涉及一种新型管道流体检漏装置。
[0002]本发明同时涉及一种检漏方法，特别是涉及一种新型管道流体检漏方法。
【背景技术】
[0003]管道运输具有运量大、占地少、费用低、安全性高、连续性强等优点，目前已经成为流体运输的主要形式，然而管道流体流失的检测问题却是一个亟待解决的问题，现阶段的管道流体检漏装置不能很好的解决这个问题。例如供水管道的水流失，供水管道在使用一段时间后，往往会因各种因素的影响而损坏，使得水泄漏，泄漏不仅会使宝贵的水资源大量浪费，影响给水管网的安全可靠性，还会对管道基础造成损坏，使管道及地下公共设施遭到破坏，目前的供水管道检漏方法主要有音听检漏法、分区检漏法等，但是以上方法存在操作过程复杂、成本高、不能检测到小的流失等缺点。再如石油的管道运输，埋地输油管道受地理环境、输油工况、介质条件及打孔盗油等诸多复杂因素的影响，随着使用年限的增加，会逐渐出现焊缝开裂、腐蚀穿孔等现象，造成管道油品的泄漏。目前的检漏方法主要有负压波法、超声波法、放射性示踪剂法等方法，但是以上方法存在成本高、操作复杂、检漏误差大、不能实时阻止流体继续流失等缺陷，不能很好满足现阶段对管道石油运输的检漏要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种新型管道流体检漏装置及其方法。
[0005]本发明提供的新型管道流体检漏装置包括小口径管道、大口径管道、流量计、压强传感器、控制器、报警器、电控阀门；所述小口径管道并联组成小口径管道并联单元；所述大口径管道与小口径管道并联单元串联组成管道运输系统；所述流量计安装在每个小口径管道的入口处和出口处，用于检测小口径管道入口处和出口处一个周期内的流量值，并且将检测的流量值传输给所述控制器，流量计一个周期结束后自动清零，重新计量；所述流量计同时可以检测每个小口径管道的入口处和出口处的流体流速，并且将检测的流体流速值传输给所述控制器；所述压强传感器位于每个小口径管道并联单元的各个并联小口径管道出口处，与所述控制器相连，用于检测各个并联小口径管道出口处的压强值，并且将检测的压强值传输给所述控制器；所述控制器与所述流量计和所述压强传感器相连，用于根据所述流量计的检测信号、所述压强传感器的检测信号和预定的策略控制所述报警器和所述电控阀门:所述预定策略包括:在所述控制器内设有流量差阈值，位于同一小口径管道入口处和出口处的流量计将检测的流量值传输给控制器，控制器将两个流量值之差与流量差阈值比较，如果两个流量值之差比流量差阈值大，认为该小口径管道存在流体流失，给所述报警器传输报警信号，给位于该小口径管道入口处的电控阀门传输关闭信号；在所述控制器内设有流体流速差阈值，位于同一小口径管道入口处和出口处的流量计将检测的流体流速值传输给控制器，控制器将两个流体流速值之差与流体流速差阈值比较，如果两个流体流速值之差比流体流速差阈值大，认为该小口径管道存在流体流失，给所述报警器传输报警信号，给位于该小口径管道入口处的电控阀门传输关闭信号；在所述控制器内设有压强差阈值，位于各个并联小口径管道出口处的压强传感器将检测的压强值传输给控制器，控制器将接收到的所有压强值两两作差，并将差值与压强差阈值比较，如果某压强差值比压强差阈值大，认为这两个小口径管道中出口处压强值小的小口径管道存在流体流失，给所述报警器传输报警信号，给位于该小口径管道入口处的电控阀门传输关闭信号；所述报警器与所述控制器相连，当接到所述控制器的报警信号后报警，并显示流体流失位置。
[0006]所述电控阀门与所述控制器相连，位于每个小口径管道入口处，当接到所述控制器的关闭信号后关闭，阻止流体继续流失。
[0007]本发明的目的是通过如下技术方案实现的:将管道进行串并联式连接，首先将多条相同口径的小口径管道(相对较长)并联起来作为一个单元，然后将这些单元用大口径管道(相对较短)串联起来。大口径管道用于将流体汇总起来，然后平均分给小口径管道，保证在每个单元结束后流体流量都会平均分配到下一个单元的小口径管道，同一个单元内的各个小口径管道不相互影响，同时独立单元之间不相互影响，保证了检测结果的准确性。在每个小口径管道的入口处和出口处都安装流量计，入口处和出口处的流量计同时连接在控制器上，用于检测小口径管道入口处和出口处一个周期内的流量值，流量计一个周期结束后自动清零，重新计量，周期时间长短根据具体情况设定。在不发生流体流失的情况下，每个小口径管道入口处和出口处的流量值相等。在某个小口径管道发生流体流失的情况下该管道入口处和出口处的流量值就会有差别，该管道入口处的流量值应比出口处的流量值大。流量计会将一个周期内的流量值传输给控制器，控制器设定有流量差阈值(根据具体情况设定)，当控制器比较出输入的两个流量值的差比设定的阈值大时，就认为发生了流体流失，控制器与报警器和电控阀门相连，控制器向报警器传输报警信号，报警器报警，并且报告流体流失位置，控制器向位于该小口径管道入口处的电控阀门传输关闭信号，电控阀门关闭，阻止流体继续流失。由于将大流量平均分配成小流量，更易于检测流体的小流量流失，提高了检测水平。而且通过判断哪个小口径管道发生流失可以粗略判断流体发生流失的位置并阻止流体继续流失。
[0008]在每个小口径管道的入口处和出口处的流量计也可检测小口径管道入口处和出口处的流体流速。在不发生流体流失的情况下，每个小口径管道入口处和出口处的流体流速相等，在某个小口径管道内的流体发生流失的情况下该管道入口处和出口处的流体流速就会有差别，该管道入口处的流体流速值应比出口处的流体流速值大。流量计会将检测的流体流速值传输给控制器，控制器设定有流体流速差阈值(根据具体情况设定)，当控制器比较出输入的流体流速值的差比流体流速差阈值大时，就认为发生了流体流失，控制器与报警器和电控阀门相连，控制器向报警器传输报警信号，报警器报警，并且报告流体流失位置，控制器向位于该小口径管道入口处的电控阀门传输关闭信号，电控阀门关闭，阻止流体继续流失。通过判断哪个小口径管道发生流失可以粗略判断流体发生流失的位置并阻止流体继续流失。
[0009]压强传感器位于每个小口径管道并联单元的各个并联小口径管道出口处，与控制器相连，用于检测各个并联小口径管道出口处的压强值，在各个并联小口径管道内不存在流体流失时，各个并联小口径管道出口处压强应该相等，即压强差为零，在某个小口径管道内的流体发生流失的情况下并联小口径管道出口处压强应该有差别，在发生流体流失的小口径管道出口处的压强值应比没发生流体流失的小口径管道的出口处的压强值小。压强传感器将检测的压强值传输给控制器，控制器设定有压强差阈值(根据具体情况设定)，控制器将压强传感器输入的所有压强值两两作差，将差值与压强差阈值比较，如果某压强差值比压强差阈值大，认为这两个小口径管道出口处压强值小的小口径管道存在流体流失，控制器与报警器和电控阀门相连，控制器向报警器传输报警信号，报警器报警，并且报告流体流失位置，控制器向位于该小口径管道入口处的电控阀门传输关闭信号，电控阀门关闭，阻止流体继续流失。通过判断哪个小口径管道发生流失可以粗略判断流体发生流失的位置并阻止流体继续流失。
[0010]在检测到流体流失后系统会通过报警器主动报警，并且报告流体流失位置，达到管道流体检漏和粗略定位的目的。
[0011]在检测到流体流失后系统会通过电控阀门控制小口径管道的通断，达到阻止管道流体继续流失的目的。
[0012]控制器也可将设定的阈值与输入的流量值、流体流速值和压强值综合比较，按照上述策略分析判断，将分析判断后的信号传输给报警器和电控阀门，提高检测和控制准确性。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是，可实时监控管道流体是否发生流失，在管道流体发生流失的情况下能够粗略判断流体流失位置，阻止流体继续流失，并且所设计的管道流体检漏装置具有操作简单、应用灵活、可靠性高、检测精度高等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明新型流体检漏装置的功能模块图。(见图1)
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
[0016]设流体从A端流入，首先经过大口径管道汇总，然后平均流入C、D两个小口径管道，C、D管道构成一个独立小口径管道并联单元，两个管道之间不相互影响，并且独立单元之间不相互影响，保证了检测结果的准确性。C管道入口处和出口处分别装有流量计I和流量计2，流量计I和流量计2都与控制器5连接，控制器5与报警器6、电控阀门9连接。流量计I和流量计2分别检测管道C入口处和出口处一个周期内的流量值，并且将检测的流量值传输给控制器5，如果管道C不存在流体流失，那么流量计I检测的流量值应与流量计2检测的流量值相等；如果管道C存在流体流失，那么流量计I检测的流量值将比流量计2检测的流量值大，也就是两个流量计之间存在流量差。流量计I和流量计2将检测的流量值传输给控制器5，控制器5设定有流量差阈值，控制器5会将该两个流量值之差与流量差阈值比较，如果该流量差比流量差阈值大，说明管道C存在流体流失，控制器5给报警器6传输报警信号，报警器6报警，显示管道C存在流体流失；控制器5给电控阀门9传输关闭信号，电控阀门9关闭，阻止流体继续流失。D管道入口处和出口处分别装有流量计3和流量计4，流量计3和流量计4都与控制器5连接，控制器5与报警器6和电控阀门10连接。其检测及控制过程与C管道检测及判断过程相同。
[0017]流量计I和流量计2也可检测管道C入口处和出口处的流体流速，如果管道C存在流体流失，那么流量计I检测的流体流速值应比流量计2检测的流体流速值大，也就是两个流量计之间存在流体流速差，如果管道C不存在流体流失，那么流量计I检测的流体流速值应与流量计2检测的流体流速值相等；流量计I和流量计2将检测的流体流速值传输给控制器5，控制器5设定有流体流速差阈值，控制器5将两个流体流速值之差与流体流速差阈值比较，如果该流体流速差比流体流速差阈值大，说明管道C存在流体流失，控制器5给报警器6传输报警信号，报警器6报警，显示管道C存在流体流失；控制器5给电控阀门9传输关闭信号，电控阀门9关闭，阻止流体继续流失。D管道入口处和出口处分别装有流量计3和流量计4，流量计3和流量计4都与控制器5连接，控制器5与报警器6电控阀门10连接。其检测及控制过程与C管道检测及判断过程相同。
[0018]压强传感器7和压强传感器8分别位于管道C和管道D出口处，并且与控制器5相连，用于监测管道C和管道D出口处的压强值，当管道C和管道D都不存在流体流失时，两个管道出口处压强应该相等，即压强差为零；如果管道C存在流体流失，管道D不存在流体流失时，管道C出口处的压强应比管道D出口处的压强小，即管道C出口处和管道D出口处存在压强差；压强传感器7和压强传感器8将检测的压强值传输给控制器5，控制器5设有压强差阈值，控制器5将两个压强值之差与压强差阈值比较，如果该压强差比压强差阈值大说明存在流体流失，并且压强小的小口径管道存在流体流失，控制器5给报警器6传输报警信号，报警器6报警，并且报告流体流失位置；控制器5给电控阀门9传输关闭信号，电控阀门9关闭，阻止流体继续流失。如果管道C不存在流体流失，管道D存在流体流失，其检测与控制过程与上述过程相同。
[0019]控制器也可将设定的阈值与输入的流量值、流体流速值和压强值综合比较，按照上述策略分析判断，将分析判断后的信号传输给报警器和电控阀门，提高检测和控制准确性。
【权利要求】
1.新型管道流体检漏装置，其特征在于，包括小口径管道、大口径管道、流量计、压强传感器、控制器、报警器、电控阀门；所述小口径管道并联组成管道并联单元；所述大口径管道与管道并联单元串联组成管道运输系统；所述流量计安装在每个小口径管道的入口处和出口处，用于检测小口径管道入口处和出口处一个周期内的流量值，并且将检测的流量值传输给所述控制器；所述流量计同时可以检测小口径管道的入口处和出口处的流体流速，并且将检测的流体流速值传输给所述控制器；所述压强传感器位于每个小口径并联单元的各个并联小口径管道出口处，与所述控制器相连，用于检测各个并联小口径管道出口处的压强值，并且将检测的压强值传输给所述控制器； 所述控制器与所述流量计和所述压强传感器相连，用于根据所述流量计的检测信号、所述压强传感器的检测信号和预定的策略控制所述报警器和所述电控阀门: 所述预定策略包括:在所述控制器内设有流量差阈值，位于同一小口径管道入口处和出口处的流量计将检测的流量值传输给控制器，如果两个流量值之差比流量差阈值大，认为该小口径管道存在流体流失，给所述报警器传输报警信号，给位于该小口径管道入口处的电控阀门传输关闭信号；在所述控制器内设有流体流速差阈值，位于同一小口径管道入口处和出口处的流量计将检测的流体流速值传输给控制器，控制器将两个流体流速值之差与流体流速差阈值比较，如果两个流体流速值之差比流体流速差阈值大，认为该小口径管道存在流体流失，给所述报警器传输报警信号，给位于该小口径管道入口处的电控阀门传输关闭信号；在所述控制器内设有压强差阈值，位于各个并联小口径管道出口处的压强传感器将检测的压强值传输给控制器，控制器将接收到的所有压强值两两作差，并将差值与压强差阈值比较，如果某压强差值比压强差阈值大，认为出口处压强值小的小口径管道存在流体流失，给所述报警器传输报警信号，给位于该小口径管道入口处的电控阀门传输关闭信号； 所述报警器与所述控制器相连，当接到所述控制器的报警信号后报警； 所述电控阀门与所述控制器相连，位于每个小口径管道入口处，当接到所述控制器的关闭信号后关闭，阻止流体继续流失。
2.根据权利要求1所述的新型管道流体检漏装置，其特征在于，控制器设定的流量差阈值、流速差阈值和压强差阈值可根据实际情况设定。
3.根据权利要求1所述的新型管道流体检漏装置，其特征在于，所述流量计的计量周期可根据实际情况设定，流量计一个周期结束后自动清零，重新计量。
4.根据权利要求1所述的新型管道流体检漏装置，其特征在于，检漏装置可只包含流量计和压强传感器中的任一种，也可同时包含流量计和压强传感器。
5.根据权利要求1和权利要求4所述的新型管道流体检漏装置，其特征在于，当检漏装置同时包含流量计和压强传感器时，流量计检测的流量值之差、流量计检测的流体流速值之差或压强传感器检测的压强值之差任意一个达到预定阈值时，报警器报警，并报告流体流失位置，位于该小口径管道入口处的电控阀门关闭。
6.根据权利要求1所述的新型管道流体检漏装置，其特征在于，还包括发电蓄电装置，所述发电蓄电装置为整个检漏装置提供能量。
7.新型管道流体检漏方法，其特征在于，所述大口径管道与小口径管道并联单元串联组成管道运输系统，该方法包括:在所述小口径管道入口处和出口处的流量值之差大于流量差阈值时，报警器报警，位于该小口径管道入口处的电控阀门关闭； 在所述小口径管道入口处和出口处的流体流速值之差大于流体流速差阈值时，报警器报警，位于该小口径管道入口处的电控阀门关闭； 在每个并联单元的各个并联小口径管道出口处的压强值之差大于压强差阈值时，出口处压强小的小口径管道存在流体流失，报警器报警，位于该小口径管道入口处的电控阀门关闭。
8.根据权利要求7所述的新型管道流体检漏方法，其特征在于，可选择流量作为检测参数，可选择流体流速作为检测参数，可选择压强作为检测参数，亦可选择流量、流体流速和压强同时作为检测参数。
9.根据权利要求7所述的新型管道流体检漏方法，其特征在于，当选择流量、流体流速和压强同时作为检测参数，流量值之差、流体流速值之差和压强值之差中的任一参数超过设定的阈值时即发 出报警信号和关闭信号。
【文档编号】F17D5/06GK103807607SQ201310093727
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2013年3月12日
【发明者】刘金玉, 任金恒, 杜新祥, 李庆林, 袁昊旻 申请人:任金恒