CN103712071A - 核磁共振输油管道渗漏隐患探测仪及探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核磁共振输油管道渗漏隐患探测仪及探测方法，属于探测技术领域。其技术方案为：一种核磁共振输油管道渗漏隐患探测仪，包括主机和与其连接的通信控制器，所述通信控制器与发射/接收控制单元连接，所述发射/接收控制单元包括发射/接收控制器、发射电路、桥路控制器、谐振电容、发射线圈、电源以及信号采集/接收器，所述信号采集/接收器由第一采集单元～第N采集单元和与其相对应的第一接收线圈～第N接收线圈组成。本发明的有益效果为：利用核磁共振技术实现了对输油管道渗漏位置的直接测量，探测精度高，多次重复测量，提高了接收信号的信噪比，利用弓形板与输油管道配合探测，降低对管道的破损，探测效率高，方便探测。
Description
技术领域
本发明涉及石油输油管道渗漏探测技术领域，特别涉及一种核磁共振输油管道渗漏隐患探测仪及探测方法。
背景技术
泄漏是输油管道运行中的主要故障。在输油管道运行过程中，由于腐蚀穿孔及其它外力破坏等原因，泄漏事故时有发生，给油田造成了巨大的经济损失。因此，泄漏监测不仅成为输油管道安全生产管理的重要工作内容，也是保证管道正常运行不可缺少的保障。输油管道泄漏自动监测技术在国外得到了广泛的应用，美国等发达国家立法管道必须采取有效的泄漏监测系统。我国管道检漏技术的研究起步较晚，从上世纪90年代中期开展了初步研究，而真正实际应用则是在近几年。
目前，输油管道检漏方法主要有两类：直接检漏方法和间接方法。直接方法就是利用预置在管道外的检测元件直接测出泄漏介质。这种方法可以检测到微小的渗漏，并能定位，但是要求在管道建设时与管道同时安装。间接方法就是通过检测管道运行参数的变化推断出泄漏的发生，这种方法适合检测较大的泄漏（一般1%左右），优点是可在管道建设后不影响生产的情况下安装，并可不断升级。
高精度管道泄漏监测定位技术，是一个多学科结合的集成技术。利用核磁共振原理定位检测管道泄漏越来越受到人们的青睐。
发明内容
为了解决上述已有技术的不足，本发明的目的是：提供一种核磁共振输油管道渗漏隐患探测仪。
本发明的另一个目的是提供一种核磁共振输油管道渗漏隐患探测方法。
一种核磁共振输油管道渗漏隐患探测仪，包括主机和与其连接的通信控制器，其特征在于，所述通信控制器与发射/接收控制单元连接，所述发射/接收控制单元包括发射/接收控制器、发射电路、桥路控制器、谐振电容、发射线圈、电源以及信号采集/接收器，所述发射/接收控制器的控制端与发射电路连接，所述发射电路输出端分别与谐振电容和电源连接，所述电源和谐振电容输出端分别与桥路控制器连接，所述桥路控制器输出端与发射线圈连接，所述信号采集/接收器与发射/接收控制器连接，所述信号采集/接收器由第一采集单元～第N采集单元和与其相对应的第一接收线圈～第N接收线圈组成，所述第一采集单元～第N采集单元是并列的，第一采集单元～第N采集单元分别与其对应的第一接收线圈～第N接收线圈连接。
所述第一接收线圈～第N接收线圈分别与电子开关连接，所述电子开关还与采集处理器连接，所述采集处理器的接口与时序控制器连接，所述时序控制器的控制端与通讯接口连接，所述通讯接口还与所述发射/接收控制器连接；所述第一接收线圈～第N接收线圈、采集处理器、时序控制器、通讯接口和发射/接收控制器依次连接构成信息采集/接收传输通道。
将所述发射线圈铺设在与输油管道外表面相吻合的弓形板的凹弧面，所述发射线圈是由多匝发射线圈构成，在所述弓形板四角处分别设有滚轮。
所述弓形板的尺寸可以根据待测输油管道直径的大小，设置与不同输油管道配合的弓形板。
在所述发射线圈中，并排铺设第一接收线圈～第N接收线圈，以及与第一接收线圈～第N接收线圈相对应的第一采集单元～第N采集单元。
所述的一种核磁共振输油管道渗漏隐患的探测方法，包括以下步骤：
A、在主机中设置标准数字信号的数据，主机发射多个发射脉冲，发射线圈接收发射脉冲；
B、所述第一采集单元～第N采集单元将步骤A中发射线圈接收发射脉冲的信号进行收集，第一接收线圈～第N接收线圈依次将第一采集单元～第N采集单元对发射线圈接收的信号产生感应，同时采集处理器对第一接收线圈～第N接收线圈的信号进行数字信号处理，通过时序控制器，将每条感应的数字信号的指令，按时间顺序依次经过通讯接口、发射/接收控制器和通信控制器传输给主机；
C、主机依次将从第一接收线圈～第N接收线圈接收的数字信号进行数据存储，并在主机显示屏上显示每一个接收线圈感应的数字信号的数据；
D、将步骤C中主机显示的数字信号的数据与事先在主机中设置标准数字信号的数据对比，如果第一接收线圈～第N接收线圈在主机中显示的数字信号的数据中，出现与主机中设置标准数字信号的数据不一致，不一致的数据所对应的接收线圈覆盖的位置即是输油管道渗漏位置；
E、反复操作上述步骤A、步骤B、步骤C、和步骤D，根据主机屏幕上显示数据的变化，确定渗漏点的位置，完成输油管道隐患的探测。
按照设置的发射脉冲，设置电源的电压值，在发射线圈中产生大功率的交变电流。
所述发射脉冲发射完成后，经过pwm相应时间，发射线圈向第一采集单元～第N采集单元发射同步采集命令，第一采集单元～第N采集单元对发射线圈接收的数字信号进行采集，第一接收线圈～第N接收线圈接收第一采集单元～第N采集单元采集的数字信号后，并将采集的数字信号返回至发射/接收控制器，完成一次探测，多次重复探测上述输油管道位置；通常情况下，发射时间固定，发射电流越大，探测深度约深，设置从大到小激发脉冲距可实现对输油管道从下表面到上表面色探测。
为了降噪声，提高接收信号的信噪比，多次重复上述探测步骤B、步骤C、和步骤D，将采集到的数据分别进行叠加处理，直至全部探测工作完成。
本发明使用时，根据输油管道直径的长度和外表面的形状，将与待测输油管道相吻合的弓形板覆盖在输油管道外表面，打开主机和电源，在主机中设置标准数字信号的数据，主机向发射线圈传输多个发射脉冲，第一采集单元～第N采集单元将发射线圈接收发射脉冲的信号进行收集，第一接收线圈～第N接收线圈依次将第一采集单元～第N采集单元对发射线圈接收的信号产生感应，同时采集处理器对第一接收线圈～第N接收线圈的信号进行数字信号处理，通过时序控制器，将每条感应的数字信号的指令，按时间顺序依次经过通讯接口、发射/接收控制器和通信控制器传输给主机；主机依次将从第一接收线圈～第N接收线圈接收的数字信号进行数据存储，并在主机显示屏上显示每一个接收线圈感应的数字信号的数据；主机显示的数字信号的数据与事先在主机中设置标准数字信号的数据对比，如果第一接收线圈～第N接收线圈在主机中显示的数字信号的数据中，出现与主机中设置标准数字信号的数据不一致，不一致的数据所对应的接收线圈覆盖的位置即是输油管道渗漏位置，确定渗漏点的位置，完成输油管道隐患的探测。
本发明的有益效果是：利用核磁共振技术对输油管道渗漏隐患探测，实现了对输油管道渗漏位置的直接测量，提高了输油管道渗漏隐患探测的精度，多次重复测量，提高接收信号的信噪比，使用弓形板与输油管道配合探测，降低对管道的破损，提高了探测效率，方便探测，同时增强了探测可实现性，。
附图说明
图1 为本发明实施例的电原理框图。
图2为图1中信号采集/接收器的结构框图。
图3为本发明实施例的弓形板结构示意图。
其中，附图标记为：1、主机；2、通信控制器；3、发射/接收控制器；4、发射电路；5、电源；6、谐振电容；7、桥路控制器；8、信号采集/接收器；9、第一采集单元～第N采集单元；10、第一接收线圈～第N接收线圈连接；11、弓形板；12、凹弧面；13、发射线圈；14、滚轮；15、电子开关。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
实施例：
参见图1，图2和图3，本发明是一种核磁共振输油管道渗漏隐患探测仪，包括主机1和与其连接的通信控制器2，其特征在于，所述通信控制器2与发射/接收控制单元连接，所述发射/接收控制单元包括发射/接收控制器3、发射电路4、桥路控制器7、谐振电容6、发射线圈13、电源5以及信号采集/接收器8，所述发射/接收控制器3的控制端与发射电路4连接，所述发射电路4输出端分别与谐振电容6和电源5连接，所述电源5和谐振电容6输出端分别与桥路控制器7连接，所述桥路控制器7输出端与发射线圈13连接，所述信号采集/接收器8与发射/接收控制器3连接，所述信号采集/接收器8由第一采集单元～第N采集单元9和与其相对应的第一接收线圈～第N接收线圈10组成，所述第一采集单元～第N采集单元9是并列的，第一采集单元～第N采集单元9分别与其对应的第一接收线圈～第N接收线圈10连接。
所述第一接收线圈～第N接收线圈10分别与电子开关15连接，所述电子开关15还与采集处理器82连接，所述采集处理器82的接口与时序控制器83连接，所述时序控制器83的控制端与通讯接口84连接，所述通讯接口84还与所述发射/接收控制器3连接；所述第一接收线圈～第N接收线圈10、采集处理器82、时序控制器83、通讯接口84和发射/接收控制器3依次连接构成信息采集/接收传输通道。
将所述发射线13圈铺设在与输油管道外表面相吻合的弓形板11的凹弧面12，所述发射线圈13是由多匝发射线圈13构成，在所述弓形板11四角处分别设有滚轮14。
所述弓形板11的尺寸可以根据待测输油管道直径的大小，设置与不同输油管道配合的弓形板11。
在所述发射线圈13中，并排铺设第一接收线圈～第N接收线圈10，以及与第一接收线圈～第N接收线圈10相对应的第一采集单元～第N采集单元9。
所述的一种核磁共振输油管道渗漏隐患的探测方法，包括以下步骤：
A、在主机1中设置标准数字信号的数据，主机1发射多个发射脉冲，发射线圈13接收发射脉冲；
B、所述第一采集单元～第N采集单元9将步骤A中发射线圈13接收发射脉冲的信号进行收集，第一接收线圈～第N接收线圈10依次将第一采集单元～第N采集单元9对发射线圈13接收的信号产生感应，同时采集处理器82对第一接收线圈～第N接收线圈10的信号进行数字信号处理，通过时序控制器83，将每条感应的数字信号的指令，按时间顺序依次经过通讯接口48、发射/接收控制器3和通信控制器2传输给主机1；
C、主机1依次将从第一接收线圈～第N接收线圈10接收的数字信号进行数据存储，并在主机1显示屏上显示每一个接收线圈感应的数字信号的数据；
D、将步骤C中主机1显示的数字信号的数据与事先在主机1中设置标准数字信号的数据对比，如果第一接收线圈～第N接收线圈10在主机1中显示的数字信号的数据中，出现与主机1中设置标准数字信号的数据不一致，不一致的数据所对应的接收线圈覆盖的位置即是输油管道渗漏位置；
E、反复操作上述步骤A、步骤B、步骤C、和步骤D，根据主机1屏幕上显示数据的变化，确定渗漏点的位置，完成输油管道隐患的探测。
按照设置的发射脉冲，设置电源5的电压值，在发射线圈13中产生大功率的交变电流。
所述发射脉冲发射完成后，经过pwm相应时间，发射线圈13向第一采集单元～第N采集单元9发射同步采集命令，第一采集单元～第N采集单元9对发射线圈13接收的数字信号进行采集，第一接收线圈～第N接收线圈10接收第一采集单元～第N采集单元10采集的数字信号后，并将采集的数字信号返回至发射/接收控制器3，完成一次探测，多次重复探测上述输油管道位置；通常情况下，发射时间固定，发射电流越大，探测深度约深，设置从大到小激发脉冲距可实现对输油管道从下表面到上表面色探测。
为了降噪声，提高接收信号的信噪比，多次重复上述探测步骤B、步骤C、和步骤D，将采集到的数据分别进行叠加处理，直至全部探测工作完成。
本发明使用时，根据输油管道直径的长度和外表面的形状，将与待测输油管道相吻合的弓形板11覆盖在输油管道外表面，打开主机1和电源5，在主机1中设置标准数字信号的数据，主机1向发射线圈13传输多个发射脉冲，第一采集单元～第N采集单元9将发射线圈13接收发射脉冲的信号进行收集，第一接收线圈～第N接收线圈10依次将第一采集单元～第N采集单9元对发射线圈13接收的信号产生感应，同时采集处理器82对第一接收线圈～第N接收线圈10的信号进行数字信号处理，通过时序控制器83，将每条感应的数字信号的指令，按时间顺序依次经过通讯接口84、发射/接收控制器3和通信控制器2传输给主机1；主机1依次将从第一接收线圈～第N接收线圈10接收的数字信号进行数据存储，并在主机1显示屏上显示每一个接收线圈感应的数字信号的数据；主机1显示的数字信号的数据与事先在主机1中设置标准数字信号的数据对比，如果第一接收线圈～第N接收线圈10在主机1中显示的数字信号的数据中，出现与主机1中设置标准数字信号的数据不一致，不一致的数据所对应的接收线圈覆盖的位置即是输油管道渗漏位置，确定渗漏点的位置，完成输油管道隐患的探测。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明。
Claims (5)
1.一种核磁共振输油管道渗漏隐患探测仪，包括主机和与其连接的通信控制器，其特征在于，所述通信控制器与发射/接收控制单元连接，所述发射/接收控制单元包括发射/接收控制器、发射电路、桥路控制器、谐振电容、发射线圈、电源以及信号采集/接收器，所述发射/接收控制器的控制端与发射电路连接，所述发射电路输出端分别与谐振电容和电源连接，所述电源和谐振电容输出端分别与桥路控制器连接，所述桥路控制器输出端与发射线圈连接，所述信号采集/接收器与发射/接收控制器连接，所述信号采集/接收器由第一采集单元～第N采集单元和与其相对应的第一接收线圈～第N接收线圈组成，所述第一采集单元～第N采集单元是并列的，第一采集单元～第N采集单元分别与其对应的第一接收线圈～第N接收线圈连接。
2.根据权利要求1所述的一种核磁共振输油管道渗漏隐患探测仪，其特征在于，所述第一接收线圈～第N接收线圈分别与电子开关连接，所述电子开关还与采集处理器连接，所述采集处理器的接口与时序控制器连接，所述时序控制器的控制端与通讯接口连接，所述通讯接口还与所述发射/接收控制器连接；所述第一接收线圈～第N接收线圈、采集处理器、时序控制器、通讯接口和发射/接收控制器依次连接构成信息采集/接收传输通道。
3.根据权利要求1所述的一种核磁共振输油管道渗漏隐患探测仪，其特征在于，将所述发射线圈铺设在弓形板的凹弧面，所述弓形板与输油管道外表面相吻合，所述发射线圈是由多匝发射线圈构成，在所述弓形板四角处分别设有滚轮。
4.根据权利要求3所述的一种核磁共振输油管道渗漏隐患探测仪，其特征在于，在所述发射线圈中，并排铺设第一接收线圈～第N接收线圈，以及与第一接收线圈～第N接收线圈相对应的第一采集单元～第N采集单元。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种核磁共振输油管道渗漏隐患的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、在主机中设置标准数字信号的数据，主机发射多个发射脉冲，发射线圈接收发射脉冲；
B、第一采集单元～第N采集单元将步骤A中发射线圈接收发射脉冲的信号进行收集，第一接收线圈～第N接收线圈依次将第一采集单元～第N采集单元对发射线圈接收的信号产生感应，同时采集处理器对第一接收线圈～第N接收线圈的信号进行数字信号处理，通过时序控制器，将每条感应的数字信号的指令，按时间顺序依次经过通讯接口、发射/接收控制器和通信控制器传输给主机；
C、主机依次将从第一接收线圈～第N接收线圈接收的数字信号进行数据存储，并在主机显示屏上显示每一个接收线圈感应的数字信号的数据；
D、将步骤C中主机显示的数字信号的数据与事先在主机中设置标准数字信号的数据对比，如果第一接收线圈～第N接收线圈在主机中显示的数字信号的数据中，出现与主机中设置标准数字信号的数据不一致，不一致的数据所对应的接收线圈覆盖的位置即是输油管道渗漏位置；
E、反复操作上述步骤A、步骤B、步骤C、和步骤D，根据主机屏幕上显示数据的变化，确定渗漏点的位置，完成输油管道隐患的探测。
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