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1、次声波管道泄漏检测系统经济投入分析1、投入内容次声波管道泄漏检测系统经济投入分硬件和软件两个方面， 硬件投入包括服务器、传感器、信号放大器、采集卡、嵌入 式电脑系统、通讯系统和供电系统，软件投入包括信号采 集、信号分析、降噪方法设计、建模与模式匹配及其程序设 计与编制。2、硬件投入在次声波管道泄漏检测系统中，硬件设备是以分站系统的形 式来投入的，一套分站系统包括传感器、信号放大器、采集 卡、嵌入式电脑系统、通讯系统和供电系统；分站系统的设 置跟管道长度、管道上所设泵站、阀室数量相关。管道越 长，所需设置的分站系统越多，设备投入越大；管道泵站、 阀室越多，所需设置的分站系统越多，设备投入越多。1
2、. 管道长度：根据声学原理，声波在介质中传播，因波束发散、吸收、反射、散射等原因，使声波能量在传播中逐渐减少，其衰减量等于衰减系数与通路长度的乘积；因此声波的传输距离有限，致使传感器的有效探测距离受到限制，管道越长，所需传感器就 越多，设备投入就越大。目前，我公司自行设计生产并拥有自主知识产权的次声波传感器，在理想状态下最长有效距离为 60公里,市场上目前尚无达到或者超过60公里有效探测距 离的次声波传感器产品 出现。2阀室与泵站：由于阀室存在关断的情况，关断之后，泄 漏信号亦被相应切断，因此，每个阀室至少应设置一套分 站，阀室越多，所需设置的分站系统越多，设备投入越大； 泵站是完全切断了两端
3、管线的信号传输，每个泵站应在泵站 两端各配置一套分站系统，泵站越多，所需设置的分站系统 越多，设备投入越多。3、软件投入在次声波管道泄漏检测系统中，软件特指信号分析软件，信号分析软件、数据服务器、中心控制室的监控电脑一同组成主站系统。信号分析软件的开发分三个阶段现场的信号采集：现场的信号采集包括采集管道的本体 信号和管道的泄漏信号，这是一个资料收集的过程，管道的 本体信号采集可以通过系统正常运行获得，管道的泄漏信号 只能通过模拟试验来获得，方法是通过在管道的仪表孔或者 是放置传感器的孔放油来模拟泄漏，从而获得泄漏信号。1. 实验室的信号分析：收集到足够的信号之后，技术人员需 要对信号进行分析归
4、类，寻找泄漏信号的波形特征、能量特 征、幅值特征、频率范围，然后进行信号特征抽取、信号模 型建立、信号模式匹配、专家数据库的建立、软件算法的确 定等工作。2. 软件编制：根据确定的算法编制软件。4、主站价格主站包括信号分析软件，主站管理软件，数据服务器，控制台电脑组成，主站系统价格为100万元整。5、分站价格分站由传感器、前置放大器、信号采集卡、信号采集计算机、无线通讯设备和太阳能供电设备组成，各部件价格如下（见表8.5.1）：表8.5.1分站各部件价格表名称部件名称价格（万元）合计分站系统传感器（根据G11212-20万现场实际距离选择相应传感器）15G2G320米集系统工业控制级主1130
5、万机现场分析软件前置放大器5.5信号采集卡6通讯系统无线通讯系统 1供电系统太阳能电池板 4.5蓄电池2注：G1次声传感器有效监控距离在10km以内；G2次声传感器有效监控距离在1020km以内；G3次声传感器有效监控距离在 2060km以内。6、本项目的总体投入在济邯线项目上，次声波管道泄漏检测系统包括2个主站和4个分站，主站分别安装在聊城站（济南管理处）调度室和濮阳站（河南管理处）调度室。分站位置 分别是：第一个分站安装在河店站即 7#阀室；第二个分站安装在俎店站即 8#阀 室；第三个分站安装在韩张集站即 9#阀室；第四个分站安装在清丰站即10#阀室。总体投入分析：根据四个分站间距均在 2
6、0km之上，我们选择了 G3传感器，项目整体投入300万元（见表8.6.1）：表861:济邯线项目总体投入名称部件单价（万元）数量（套）合计（万元）主站系统1001100分站系统传感器20480采集系统304120总计3007、长线管道的技术线路泄漏信号的检测，与以下的方面有关:1.管道结构：1）管道的长度：管道越长，受干扰的信号越多，信号 处理越困难；2）管道变径：大管径管道的信号频率偏低，小管径管道的 信号频率偏高，变径时信号变化很大3）管道地势：平原上的管道，跟山区的管道信号差别很 大，山区的管道，上山的管道和下山的管道信号差别很大2. 工艺流程：1）泵的工作方式：泵的工作方式从上游到下
7、游，呈现能量 逐步递减的态势，每一级泵都和上下游的泵的能量都不相同，因此，产生的噪声也不相同；同时，泵的变频工作的特 性，使得每个泵的工作状态也有较大差别，同样使产生的噪 声区别很大。由于泵的噪声在管道上影响十分明显，因此， 泵的噪声的不同使得各条管道本身的本体噪声差异化明显， 给软件工作带来极大困难；2）油的输送方式：油的输送方式有越站方式（不进罐）和 非越站方式（进罐），不同的输送方式，使得信号传输的方 式发生了变化，有的完全切断了信号的输送，这要求软件作 出相应的处理；3）不同的温度：加热输送方式和不加热输送方式，由于温 度的不同，信号的输送速度和振动频率都会发生相应变化，这使得软件分析
8、更加困难，需要针对更多的、不同频率和传 输速度的信号进行采集和分析，找到信号的模式和规律；4）不同的介质：管道输送的介质很多，包括国产原油、进 口原油、成品油（柴油、汽油）、天然气、二氧化碳，在这 些介质中，次声波信号的传输距离、传输速度、振动频率、 介质的阻尼系数都完全不同，软件分析方法、特征抽取方 法、建模方式、模式匹配技术、专家数据库知识都会因此而 不同，这些都使得信号采集、分析以及软件编制的任务量大 增。根据以上分析，我们认为每条管道，乃至每段管道，由于管 道结构不同、输送工艺不同、所处地势不同，造成管道的信 号本体差异较大，分析软件应对管道的具体特性做针对性的 信号分析工作，才能提高
9、管道泄漏检测效率，提高报警准确 度，降低误报率。据了解，长输管道上，平均百公里就会设置一个泵站，平均 25公里会设置一个阀室，因此，我们将两个泵站之间作为一 个完整的信号处理段，在这一段中，管道受泵站的影响、管 道本身的结构和输送工艺基本相同，本体信号和泄漏信号相 对比较稳定，在这样一个区段，设置一个主站和五个分站， 在技术上可行也比较合理。& 区段投入目前，按照百公里一个主站，五个分站的结构，项目造价为350万元（见表8.1）:表8.1：百公里次声波管道泄漏检测系统造价表名称部件单价（万元）数量（套）合计（万元）主站系统1001100分站系统传感器205100采集系统305150总计350按照我们预测，进入批量生产之后，由于采购成本、制作成本的下降，百公里造价将降低到200万元左右，节省经费42.8 %
