摘 要：基于次声波传感技术日益成熟，已经有管道运行企业将此技术 应用在输气管道泄漏在线监测。通过远程实时监测气管道声音信号， 进行数据分析，判断声音信号变化从而定位报警气体泄漏。本文根 据 应用的次声波输气管道泄漏监测技术进行综合分析，提出：①几方基于 次声波传感的监测技术，安装设置和工艺要求基本一致；②在一定压力 下对于中间无工艺改变的直连管段有效监测距离可达50km;③在 一 定压力环境下能够监测露天孔径大于3mm的天然气泄放，定位误差 30m左右；④不能表明对裂缝等管道失效能否有效监测，且未对埋地 管道泄漏进行测试，不能明确当管道泄漏被土壤等外部因素干扰是 否 能够有效监测；当一段被监测管道相继出现多个失效点，造成泄漏，可能 会出现漏报的情况；⑤信号识 别和数据分 析是基于能量释放，对微小 渗漏等缓慢释放能量的情况，监测效果较差。 1背景
近年来，随着泄漏监测技术的日益更新， 有着多种方法成果应用，比 如负压波法、声波 法、光纤测温法等。但是针对天然气管道，这 几种 方法应用遇到了诸多问题。首先由于管道输送介质的特性，气体具有 可压缩性，在油管 道成熟应用的方法在输气管道应用效果不明显；其 次光纤监测，前提一定要有敷设质量和运维 良好的光纤，同时由于光 纤灵敏度高，
测温方式存在多种外部干扰，比如天气、农耕浇水等对 监测效果有很大的干扰。声波法，是目前国 内比较推崇的方法，特别
空调控制板是次声波，次声的声 波频率很低，在20HZ以下，波长却很长，同时 空气等对其吸收甚小，传播距离比一般的声波、光波和无线电波都要 传得远。目前，国内几家 管道运行企业已经应用了基于次声波的输气 管道泄漏监测技术。
2技术原理
2.1定位原理
到A传感器距离为X
图1定位原理图
根据多方所采用的输气管道泄漏监测技术， 其基本原理，即当管道泄
净浆搅拌机漏时，在泄漏处将产 生能量释放，从而产生次声信号沿着管道内流 体 介质向两端传播，安装在管道两端的次声波 传感器能够捕获该信号
通过对信号进行分析处理，从而确定管道是否发生泄漏，并通过计 算 泄漏信号到达相邻两个分站的时间差，准确 计算出泄漏位置，定位原 理如图1所示。假设泄漏点离上游传感器 A的距离为金属圆锯片X, L为传感 器A至传感器B之间的距离，Tl和T2分别是传感器A和B收到 泄漏信号的时间，导电铝浆C为次声波在天然 气中的传播速，则泄漏点计算公 式如下：
L^(Tx-T1)×C
√Y =
2
2.2技术构成
图2次声波传感器
plc学习机
图3数字化仪
基于次声波传感的监测系统多由以下几部 分组成：次声波传感器、GPS、 数字化仪（现场数据采集处理器+中心数据汇集处理器）和监控主机 组成。次声波传感器（如图2）分别安装于天然气分输站站内的管道出 入口处及阀室内， 阀室采用太阳能供电；数字化仪（如图3）安装 在值 班室；主站系统安装在调度中心。传感器与数字化仪及主控系统之间通 过光纤局域网或4G网络进行数据互通，基本监测原理如图4o
图4输气管道泄漏监测系统示意图
图4输气管道泄漏监测系统示意图在首端出口阀门外侧安装1台次声波传感器、1台数字 化仪。次声波传感器与数字化仪之间通过专用4芯屏蔽仪表电缆连接，数字化仪与中心 站通讯采用光纤局域网或3/4G方式通讯。在末端出口阀门外侧安装1台次声波传感器、 1台数字化仪。次声波传感器与数字化仪之间通过专用4芯屏蔽仪表电缆连接，数字化仪 与中心站通讯采用光纤局域网或4G方式通讯。中心站配置一台服务工作站。报警信息由 中心站发
出声光报警，以实现全自动报警，报警信息包括泄漏时间，泄漏的管段，泄漏 点到首、末站的距离，地图定位。
3技术应用分析对比
3.1技术应用概况
A管道公司分站1至分站6 （ 106 . 8km）自救手环天 然气管线（图5所示）， 整条管线共计安装6套传感器，设置4套监控中心。
