本發(fā)明屬于管道監(jiān)測(cè)，具體涉及一種管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、在利用管道對(duì)油氣等流體介質(zhì)進(jìn)行輸送的過程中，經(jīng)常需要對(duì)流體介質(zhì)的含砂量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以掌握當(dāng)前輸送狀態(tài)下流體介質(zhì)的純度和品質(zhì)，特別是對(duì)于海底運(yùn)輸管道而言，由于其與海底或海平面的生產(chǎn)設(shè)備連接，其內(nèi)部經(jīng)常含有大量砂石，因此對(duì)其內(nèi)部流體介質(zhì)的含砂量監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。

2、目前主要采用植入式含砂量監(jiān)測(cè)方法，該方法將電阻傳感器、激光傳感器等植入管道內(nèi)，通過內(nèi)置的傳感器來獲取含砂量信息，但是管道內(nèi)部環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，而且管道內(nèi)壓力較高，這些惡劣的工作環(huán)境給傳感器帶來了極大的負(fù)面影響，嚴(yán)重降低了傳感器的使用壽命和穩(wěn)定性。并且管道內(nèi)的傳感器一旦出現(xiàn)故障后難以取出，無法進(jìn)行維修和更換，嚴(yán)重影響了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其用于解決現(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器使用壽命和穩(wěn)定性較低，以及出現(xiàn)故障后難以維修和更換的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一具體實(shí)施方式提供了一種管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括噪聲采集裝置、流速監(jiān)測(cè)裝置和數(shù)據(jù)處理裝置。噪聲采集裝置用于獲取管道內(nèi)流體介質(zhì)碰撞管道彎折段產(chǎn)生的碰撞噪聲信號(hào)強(qiáng)度t，流速監(jiān)測(cè)裝置用于采集管道內(nèi)流體介質(zhì)的流速v。數(shù)據(jù)處理裝置用于基于噪聲信號(hào)強(qiáng)度t、流速v對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度j、流速v對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度b及砂石的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量n計(jì)算管道內(nèi)流體介質(zhì)的含砂量s。其中，基準(zhǔn)噪聲信號(hào)表示不含砂石的流體介質(zhì)碰撞管道彎折段產(chǎn)生的噪聲信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)噪聲信號(hào)表示含有標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量n砂石的流體介質(zhì)碰撞管道彎折段產(chǎn)生的噪聲信號(hào)。

3、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，噪聲采集裝置包括聲波傳感器，聲波傳感器用于接收管道內(nèi)流體介質(zhì)碰撞管道彎折段所產(chǎn)生的噪聲及雜波，并形成對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)。

4、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，噪聲采集裝置還包括濾波電路、放大電路和數(shù)據(jù)采集電路。濾波電路與聲波傳感器的輸出端電連接，用于對(duì)聲波傳感器生成的聲波信號(hào)進(jìn)行濾波，放大電路與濾波電路電連接，用于放大經(jīng)濾波后的聲波信號(hào)，數(shù)據(jù)采集電路與放大電路電連接，用于拾取經(jīng)放大后的聲波信號(hào)中的碰撞噪聲信號(hào)。

5、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，噪聲采集裝置還包括至少一個(gè)pcb板，pcb板上設(shè)置濾波電路、放大電路和數(shù)據(jù)采集電路并與聲波傳感器電連接。

6、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)處理裝置用于計(jì)算噪聲信號(hào)強(qiáng)度t與基準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度j的差值，并基于差值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度b的比例，計(jì)算管道內(nèi)流體介質(zhì)的含砂量s。

7、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)線性擬合回歸方程確定基準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度j及標(biāo)準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度b與流速v的關(guān)系。

8、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)含砂量算法計(jì)算得到流體介質(zhì)的含砂量s。

9、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)處理裝置用于將控制算法信息發(fā)送給噪聲采集裝置，控制算法包括濾波算法、放大電路算法和波形拾取算法中的一種或多種。

10、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括固定裝置，噪聲采集裝置與固定裝置可拆卸連接并通過固定裝置安裝于管道的外部。

11、本發(fā)明另一方面還提供了一種管道含砂量監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

12、s1、通過所述噪聲采集裝置獲取管道內(nèi)流體介質(zhì)碰撞管道彎折段產(chǎn)生的碰撞噪聲信號(hào)強(qiáng)度t，通過流速監(jiān)測(cè)裝置獲取流體介質(zhì)的流速v；

13、s2、通過所述數(shù)據(jù)處理裝置計(jì)算流速v對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度j及標(biāo)準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度b；

14、s3、通過所述數(shù)據(jù)處理裝置計(jì)算流體介質(zhì)的含砂量s。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過噪聲采集裝置和流速監(jiān)測(cè)裝置獲取對(duì)應(yīng)的碰撞噪聲信號(hào)強(qiáng)度及對(duì)應(yīng)的流速，數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)流速獲得基準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算出管道內(nèi)流體介質(zhì)的含砂量，大幅度提高了含砂量監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確度。

16、并且，本發(fā)明通過采集聲波信號(hào)的方式來監(jiān)測(cè)流體介質(zhì)的含砂量，可以避免將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大部分裝置設(shè)置在管道內(nèi)部，提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命，降低了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝難度和維修難度。

技術(shù)特征：

1.一種管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述噪聲采集裝置包括聲波傳感器，所述聲波傳感器用于接收管道內(nèi)流體介質(zhì)碰撞管道彎折段所產(chǎn)生的噪聲及雜波，并形成對(duì)應(yīng)的聲波信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述噪聲采集裝置還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述噪聲采集裝置還包括至少一個(gè)pcb板，所述pcb板上設(shè)置所述濾波電路、放大電路和數(shù)據(jù)采集電路并與所述聲波傳感器電連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置用于計(jì)算噪聲信號(hào)強(qiáng)度t與基準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度j的差值，并基于所述差值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度b的比例，計(jì)算管道內(nèi)流體介質(zhì)的含砂量s。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)含砂量算法計(jì)算得到流體介質(zhì)的含砂量s。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)線性擬合回歸方程確定基準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度j及標(biāo)準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度b與流速v的關(guān)系。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置用于將控制算法信息發(fā)送給噪聲采集裝置，所述控制算法包括濾波算法、放大電路算法和波形拾取算法中的一種或多種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括固定裝置，所述噪聲采集裝置與固定裝置可拆卸連接并通過所述固定裝置安裝于管道的外部。

10.一種管道含砂量監(jiān)測(cè)方法，采用如權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，所述管道含砂量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括噪聲采集裝置、流速監(jiān)測(cè)裝置和數(shù)據(jù)處理裝置。噪聲采集裝置用于獲取管道內(nèi)流體介質(zhì)碰撞管道彎折段產(chǎn)生的碰撞噪聲信號(hào)強(qiáng)度，流速監(jiān)測(cè)裝置用于采集管道內(nèi)流體介質(zhì)的流速。數(shù)據(jù)處理裝置用于基于噪聲信號(hào)強(qiáng)度、流速對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度、流速對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)噪聲信號(hào)強(qiáng)度及砂石的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量計(jì)算管道內(nèi)流體介質(zhì)的含砂量。本發(fā)明通過采集聲波信號(hào)的方式來監(jiān)測(cè)流體介質(zhì)的含砂量，可以避免將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大部分裝置設(shè)置在管道內(nèi)部，提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命，降低了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝難度和維修難度。

技術(shù)研發(fā)人員：王正文,陳小平,周瑞平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州新云帆海洋裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10