油气管道泄漏声发射内检测系统的制作方法
[0076]所述第二时钟模块及所述第二存储器均与所述数字信号处理器连接；
[0077]所述第二时钟模块，用于产生第二时钟数据；
[0078]所述数字信号处理器，用于接收所述低频电磁发射机发射的低频电磁信号，获取第二时钟模块发送的接收所述低频电磁信号时的第二时钟数据，将所述第二时钟数据保存在所述第二存储器中并发送给所述上位机。
[0079]在具体应用中，本实施例所述第二存储器优选为大容量存储器。
[0080]在具体应用中，所述低频电磁接收机还可包括:与所述数字信号处理器连接的第二供电模块，用于为所述数字信号处理器提供电源。该第二供电模块可以优选为大容量供电模块，具体可以优选为锂电池，为所述DSP提供24小时的不间断电源。进一步地，本实施例所述第二供电模块可以优选为12V锂电池。
[0081]在具体应用中，所述低频电磁接收机还可以包括:与所述数字信号处理器连接的蜂鸣器和/或显示屏，用于提示所述管道泄漏内检测器通过所述低频电磁接收机所在预设定位跟踪点。
[0082]进一步地，在具体应用中，本实施例所述低频电磁接收机还可以包括:与所述DSP连接的第二通讯接口。
[0083]本实施例的油气管道泄漏声发射内检测系统，在油气管道正上方的地面每隔一定距离放置一个低频电磁接收机，当管道泄漏内检测器在管道内部气体的压差推动下以一定速度从管道内部通过时，低频电磁接收机接收管道泄漏内检测器通过时低频电磁发射机通发出的低频电磁信号。同时，安装在管道泄漏内检测器内部的传感器采集管道上泄漏点产生的1ΚΗζ-18ΚΗζ的声波信号，并将其转换为电信号，输送到处理模块；处理模块以不小于10KHz的采样频率将该电信号进行模数转换和处理，并采集里程模块输出的里程数据和第一时钟模块输出的时间数据，将处理后的电信号、里程数据和时间数据进行保存，上位机(通用计算机)可以实时接收上述处理后的电信号、里程数据和时间数据，以直观图形和数字的形式确定管道是否存在泄漏和漏点的准确位置，或者待检管道检测完成后，分析人员可从管道泄漏内检测器的大容量存储模块中，读取数据到通用计算机以直观图形和数字的形式确定管道是否存在泄漏和漏点的准确位置，可以实现管道泄漏高灵敏度内检测和泄漏点的定位。本系统能够克服现有技术的局限性，从管道内部对泄漏检测，能进行管道长距离连续检测，灵敏度高，成本低，体积小。
[0084]第二实施例
[0085]本实施例的管道泄漏声发射内检测系统包括:管道泄漏声发射内检测器和多个低频电磁接收机和上位机；
[0086]所述管道泄漏内检测器包括:声学传感器、处理模块、第一时钟模块、里程模块、第一存储器、第一供电模块和低频电磁发射机；
[0087]所述处理模块，包括:中央处理器CPU、前置放大器、模数转换器ADC、可编程逻辑器件CPLD ;
[0088]用于检测管道泄漏的声学传感器依次与前置放大器、ADC连接，ADC将生成的数字信号传送给CPLD，CPLD与前置放大器连接，对其进行增益控制；CPLD与CPU通过地址总线和数据总线连接(图2中两者之间的单箭头实线表示地址总线，双箭头实线表示数据总线)；CPU通过地址总线和数据总线与第一存储器(FLASH存储器或RAM存储器)连接，通过I2C总线与实时时钟芯片(Real-Time Clock，简称RTC)(即第一时钟模块)连接，通过输入输出端口(input/output，简称I/O)线与第一供电模块连接。
[0089]下面对本实施例的管道泄漏内检测系统的各部分进行详细描述。
[0090]声学传感器是将力、位移或速度转换为电压参数，由敏感元件、转换元件和转换电路组成。在实际的泄漏检测过程中，将检测到的声波信号由传感器接收并转换成电信号。
[0091]前置放大器将传感器输出的微弱信号提高到一定程度，以提高信号的信噪比，常用有34、40和60分贝，传输给信号的中央处理器CPU。前置放大器的输入是传感器输出的模拟信号，输出是放大后的模拟信号。前置放大器还应具有一定的强抗干扰能力和排除噪声的能力。
[0092]ADC就是将连接变化的模拟量转换为离散的数字量，是一个滤波、采样、保持电路和量化、编码电路的过程，其中量化、编码电路是其核心部件。模拟信号经带限滤波，采样保持电路，变为阶梯形状信号，然后通过编码器，使得阶梯状信号中的各个电平变为二进制码。
[0093]处理模块主要进行采入数据的处理和命令的发送。由于该泄漏检测仪是靠电池充电，并且使用周期比较长。所以为了省电就需要优选功耗低的CPU和CPLD。
[0094]实时时钟芯片RTC是个人计算机(personal computer，简称PC)主板上的晶振及相关电路组成的时钟电路的生成脉冲，RTC经过8254电路的频产生一个频率较低一点的操作系统(Operating System，简称OS)时钟TSC，系统时钟每一个CPU周期加一，每次系统时钟在系统初起时通过RTC初始化。8254本身工作也需要有自己的驱动时钟PIT。它的主要作用就是提供稳定的时钟信号给后续电路用。主要功能有:时钟、日历，闹钟，周期性中断输出，32KHz时钟输出。RTC的主要性能指标有:(I)控制方式:二线制，三线制，四线制；(2)晶振:分内置晶振和外置晶振；⑶耗流，时间微调范围，时间精度以及是否有TTF功能。
[0095]由于管道泄漏内检测是长距离检测，所以电源模块显得尤为重要，在节约电源的同时，也应当配置一款能充电，容量大的电池。考虑到体积、容量、使用年限、价格等因素，供电模块由充电电源，锂电池组组成。通过可充电的锂电池供给±5V或±15V的电流，允许锂电池电压波动50%，支持24小时数据采集。
[0096]在检测器的后端均匀分布三个里程轮，里程轮本体每隔一段弧长(2mm)加工轮齿，在里程轮臂安装有接近传感器，接近传感器利用电磁感应引起的检测对象的金属体中产生的涡流的原理，检测轮齿的转动信息转换为电压参数。检测器在管道中运行时，检测器移动2_，即里程轮旋转2_，接近传感器捕获到轮齿的移动的信号，通过脉冲信号及轮齿间距计算得出检测器运行里程。
[0097]低频电磁发射机，安装在检测器前端，同检测器一起在管道中运行，发射机通过(PU控制发射机线圈发射23Hz的低频电磁信号。
[0098]低频电磁接收机放置在管道正上方的定位跟踪点，当低频电磁发射机通过地面定位跟踪点下方时，地面低频电磁接收机接收线圈感应到23Hz的低频电磁信号，信号经调理后传输到DSP处理器，处理器采集23Hz的低频电磁信号，同时采集RTC时间的信息，将采集信号与时间信号存储在存储单元，通过液晶显示屏显示和蜂鸣器提示检测器通过信息，地面低频电磁接收机通过可充电的12V锂电池供给。
[0099]本实用新型实施例的油气管道泄漏声发射内检测系统，采用声学方法进行埋地管道泄漏内检测，其原理为:
[0100]流体穿过管壁漏孔外泄时，产生的声发射信号会通过管道内流体传播给安装在管道泄漏内检测器内壁的传感器。没有泄漏发生时，声波传感器获得的是背景噪声信号；当有泄漏发生时，可产生传感器可探测的低频泄漏声信号。传感器将泄漏信号捕捉并储存在大容量存储器里。与泄漏信号一起储存的还有里程模块和电磁收发装置记录的位置信息，时钟模块产生的时间信息，同时低频电磁接收机记录检测器通过定位点的时间信息。现场检测完成后读取大容量存储里的数据和地面低频电磁接收机里的数据，分析即可以得到泄漏源及泄漏源距离标记点的位置。
[0101]本实施例的油气管道泄漏声发射内检测系统，在油气管道正上方的地面每隔一定距离放置一个低频电磁接收机，当管道泄漏内检测器在管道内部气体的压差推动下以一定速度从管道内部通过时，低频电磁接收机接收管道泄漏内检测器通过时低频电磁发射机通发出的低频电磁信号。同时，安装在管道泄漏内检测器内部的传感器采集管道上泄漏点产生的1KHZ-18KHZ的声波信号，并将其转换为电信号，输送到处理模块；处理模块以不小于10KHz的采样频率将该电信号进行模数转换和处理，并采集里程模块输出的里程数据和第一时钟模块输出的时间数据，将处理后的电信号、里程数据和时间数据进行保存，上位机(通
文档序号 :
【 9120338 】
技术研发人员：沈功田,秦先勇,陈金忠,吴占稳,张君娇,苑一琳
技术所有人：中国特种设备检测研究院
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
技术研发人员：沈功田,秦先勇,陈金忠,吴占稳,张君娇,苑一琳
技术所有人：中国特种设备检测研究院
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除