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【摘要】：本文针对燃气管道泄漏检测与定位技术，浅析管道泄漏检测技术的发展， 人工巡检法、 S C A D A监控法、 光纤传感器 检测法和负压波检测法，并提出提高管网泄漏检测能力的建议。测法和负压波检测法， 提出了提高管网泄漏检测能力的建议。
【关键词】： 燃气管道； 检测； 泄漏； 定位
【 abstract 】 this article in view of the gas pipeline leakage detection and localization technology, according to the pipeline leak detection technology development, the artificial inspection method, S C A D A monitoring method, optical fiber sensors assay and negative pressure wave method, and put forward improving pipe leakage detection ability Suggestions. The method and the negative pressure wave method, put forward to improve the ability of pipeline network leakage detection Suggestions.
【 key words 】 : gas pipeline; Detection; Leak; positioning
中圖分类号：TU996.7 文献标识码：A 文章编号：
一、管道泄漏检测技术的发展
随着科技的不断发展和进步，我国的燃气事业也蓬勃发展起来。在科技的支撑下，管道泄漏检测技术也越来越成熟。最开始我们只能进行最简单的人工分段巡视，
， 而且只能从陆地检测，随着科技的不断发展和进步，在科技人员的不懈努力和钻研下，复杂的计算机软硬件结合的检测方法得到广泛的应用，而且，检测也摆脱了只能在陆地检测的历史，进入了利用飞机在空中进行检测的新纪元。
管道泄漏检测方法很多，所以分类也有很多种。比如有管外检测法和管内检测法；有直接检测法和间接检测法。这些分别是根据检测位置不同和检测对象不同
来划分的。
1、管内检测法
漏磁检测法是管内检测法比较有代表性的检测方法。 该方法要求传感器与管壁紧密接触， 由于焊缝等因素的影响， 管壁凸凹不平， 有时难以达到要求。管外检测多用于突发性泄漏， 而管内检测适用于检测管道腐蚀状况及微小泄漏。管内检测法多采用磁通 、 超声波、 涡流、 录像等技术， 检测准确， 但只适用于较大管径的管道， 易发生堵塞、 停运等事故。
2、直接检测法
直接检测法是对管道泄漏出的物质进行检测，主要有： 直接观察法、 泄漏检测电缆法、 示踪剂检测法和光纤泄漏检测法， 其中基于光纤传感器的光纤泄漏检测法越来越受到人们的重视。间接检测法是对泄漏时产生的现象进行检测。主要有： 负压波法、 压力梯度法、 实时模型法、 质量平衡法、 统计决策法、 应力波法和声发射法。
2 检测方 法
二、常用检测方法
1、 人工巡检法
目前最常用的一种检测方法就是人工巡检法。这种方法主要依靠GPS定位器和一些简便 的巡检设备。这需要巡检人员在这些设备的支持下，认真地观察管道是否存在 泄漏点。尽管这种方法比较直观、操作简单，而且成本低，但是，因为必须有巡检人员进行操作，所以存在着耗费人力的弊端。更为重要的是，检测的结果必须是依赖于巡检人员的观察，所以，主观性较强，不够客观和科学，不适用于管道实时监控， 只能发 现一些较大的泄漏及地面上的破坏性作业
2、 S C A D A监控法
S C A D A监控法 和人工巡检法相比较，客观性更强，可以进行实时监控，但它要和人工检测法一起使用时才能发挥更大、更好的作用。若没有人工检测法的辅助， 容易发生错误判断， 且往往无法判断泄漏点的位置。
这种方法主要是通过在调压箱和计量箱处加装压力及温度传感器， 并通过 S C A D A系统进行实时监测， 通过压力的变化判断是否存在泄漏点。
3、 光纤传感器检测法
① 什么是光纤传感器
光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种。它的用途十分广泛，它可以进行实时安全、 温度及应变监测。所以这项技术被广泛应用于各项工程，比如石油的开采、航空、大坝的建设等。光纤传感器有很多种，因为具有高分辨率，所以与传统的机电类传感器相比具有本质防爆、 抗电磁干扰、 抗腐蚀、 耐高温、 体积小、 重量轻、 灵活方便等优势， 因此其应用范围非常广泛， 特别因此被广泛应用于各种恶劣环境。决定光纤光栅传感器得到广泛应用和广泛关注的一个最重要的原因是它的传感信号为波长调制。这一传感机制使得它的它具有了普通光纤传感器不具备的特点：
a ． 测量信号不受光源起伏、 光纤弯曲损耗、 连接损耗和探测器老化等因素的影响；
b ． 避免了一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和对固有参考点的需要；
C ． 能方便地使用波分复用技术在一根光纤中串接多个光栅进行分布式测
量。另外， 光纤光栅很容易埋人材料中对其内部的
应变和温度进行高分辨率和大范围测量。
②工作原理
光源、 光纤与探测器 3部分构成了光纤传感器。光源发出的光耦合进光纤 ， 经光纤进入调制区， 调制区内的光信号受外界被测参量的作用， 其光 学性质如光的强度、 相位、 频率、 偏振态、 波长等发生变化。再经过光纤进入光探测器， 从而获得被测参量 。
③ 光纤传感器的实际应用
抗电磁干扰、 耐高温、 长期稳定并且抗高辐射是用于永久性井下测量设备必不可少的条件。而光纤传感器就具备了这些优势和功能。所以，这种传感器被广泛应用于井下作业，用来测试索链棒的强度和疲劳度等。美国和英国这两发达国家，也利用光纤传感器的这一性能把它应用于海洋石油平台的结构监测。
我国新疆石门子水库是首次利用分布式光纤监测技术测量碾压硅拱坝温度的地方，现在，这项技术已经应用到很多地方，服务于很多重大的工程建设中了。比如监测水电水利工程的温度场、 应力场、 位移场、 渗流场等。这种新技术是使用，可以准确地测定光纤沿线任点的温度、 应力和位移， 信息量大， 结果直观，摆脱了传统方法导致的结果不直观、耗费人力、物力、财力等弊端。分布式光纤监测技术得益于科技的进步和科研人员的努力钻研，还广泛应用于石油天然气行业的石油、 天然气输送管道或储罐泄漏监测， 油库、 油管、 油罐的温度监测及故障点检测， 大型民用工程的结构安全监测， 公路、 地铁隧道行业的火灾监测等
4、 负压波检测法
负压波检测法是目前国际上应用较多的管漏检测和泄漏点定位方法。。当燃气管道泄漏时，负压波会沿着管道传播，这种负压波含泄漏信息，并会把这种泄露信息传播至几十千米以外。而压力变送器可以捕捉到泄漏信息的负压波， 检测泄漏的发生，据泄漏产生的负压波传播到管道两端的时间差对泄漏点定位。因此，各国的输油管道大多都采用了这种检测方法。
三、新检测方法应用前景
传感器检测法与负压波检测法均是采用在管道或管道接头处安装相关感器的方式来实现对管内或管外情况的监测。在燃气管网的应用中， 需要根据管道的长度加装传感器以及发射器， 同时在各个调压箱或 阀门井处加装控制器。报警信息接人S C A D A系统， 操作人员根据报警定位信息进行处理， 及时采取措施。新检测方法的工作流程见图 1
四、建议
① 管道的泄漏及多点泄漏检测和定位是研究的重点和难点， 如何改进现有技术手段或结合其他新方法来解决这一问题， 是今后研究的主要方向。
② 在采用传感器时， 应针对传感器类型以及传感器发射和接收信号的方式做进一步研究。
③ 将 S C A D A系统联合其他检测软件系统进行使用， 提高 S C A D A系统在运行中的效率。
【参考文献】 ：
[ 1 ] 刘博．城市燃气管道漏点检测与定位系统研究[ D] ．沈阳： 沈阳工业大学 ， 2 0 0 7
[ 2 ] 李军， 徐永生， 玉建军．燃气管道泄漏检测新技术[ J ] ．煤气与热力， 2 0 0 7 ， 2 7 ( 7 )
[ 3 ] 曹琳 ， 赵金辉， 谭羽非．泄漏检测及定位方法在燃气管 网应用的可行性[ J ] ．煤气与热力， 2 0 0 8 ， 2 8 ( 1 )
[ 4 ] 李鸿志， 张秀琴．城市燃气管道泄漏的检测与维修 [ J ] ．煤气与热力， 2 0 1 0 ， 3 0 ( 7 )
作者简介：
白云川（1980－），男（汉族），天津市人，本科生，主要研究方向：燃气工程
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】： 燃气管道； 检测； 泄漏； 定位
【 abstract 】 this article in view of the gas pipeline leakage detection and localization technology, according to the pipeline leak detection technology development, the artificial inspection method, S C A D A monitoring method, optical fiber sensors assay and negative pressure wave method, and put forward improving pipe leakage detection ability Suggestions. The method and the negative pressure wave method, put forward to improve the ability of pipeline network leakage detection Suggestions.
【 key words 】 : gas pipeline; Detection; Leak; positioning
中圖分类号：TU996.7 文献标识码：A 文章编号：
一、管道泄漏检测技术的发展
随着科技的不断发展和进步，我国的燃气事业也蓬勃发展起来。在科技的支撑下，管道泄漏检测技术也越来越成熟。最开始我们只能进行最简单的人工分段巡视，
， 而且只能从陆地检测，随着科技的不断发展和进步，在科技人员的不懈努力和钻研下，复杂的计算机软硬件结合的检测方法得到广泛的应用，而且，检测也摆脱了只能在陆地检测的历史，进入了利用飞机在空中进行检测的新纪元。
管道泄漏检测方法很多，所以分类也有很多种。比如有管外检测法和管内检测法；有直接检测法和间接检测法。这些分别是根据检测位置不同和检测对象不同
来划分的。
1、管内检测法
漏磁检测法是管内检测法比较有代表性的检测方法。 该方法要求传感器与管壁紧密接触， 由于焊缝等因素的影响， 管壁凸凹不平， 有时难以达到要求。管外检测多用于突发性泄漏， 而管内检测适用于检测管道腐蚀状况及微小泄漏。管内检测法多采用磁通 、 超声波、 涡流、 录像等技术， 检测准确， 但只适用于较大管径的管道， 易发生堵塞、 停运等事故。
2、直接检测法
直接检测法是对管道泄漏出的物质进行检测，主要有： 直接观察法、 泄漏检测电缆法、 示踪剂检测法和光纤泄漏检测法， 其中基于光纤传感器的光纤泄漏检测法越来越受到人们的重视。间接检测法是对泄漏时产生的现象进行检测。主要有： 负压波法、 压力梯度法、 实时模型法、 质量平衡法、 统计决策法、 应力波法和声发射法。
2 检测方 法
二、常用检测方法
1、 人工巡检法
目前最常用的一种检测方法就是人工巡检法。这种方法主要依靠GPS定位器和一些简便 的巡检设备。这需要巡检人员在这些设备的支持下，认真地观察管道是否存在 泄漏点。尽管这种方法比较直观、操作简单，而且成本低，但是，因为必须有巡检人员进行操作，所以存在着耗费人力的弊端。更为重要的是，检测的结果必须是依赖于巡检人员的观察，所以，主观性较强，不够客观和科学，不适用于管道实时监控， 只能发 现一些较大的泄漏及地面上的破坏性作业
2、 S C A D A监控法
S C A D A监控法 和人工巡检法相比较，客观性更强，可以进行实时监控，但它要和人工检测法一起使用时才能发挥更大、更好的作用。若没有人工检测法的辅助， 容易发生错误判断， 且往往无法判断泄漏点的位置。
这种方法主要是通过在调压箱和计量箱处加装压力及温度传感器， 并通过 S C A D A系统进行实时监测， 通过压力的变化判断是否存在泄漏点。
3、 光纤传感器检测法
① 什么是光纤传感器
光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种。它的用途十分广泛，它可以进行实时安全、 温度及应变监测。所以这项技术被广泛应用于各项工程，比如石油的开采、航空、大坝的建设等。光纤传感器有很多种，因为具有高分辨率，所以与传统的机电类传感器相比具有本质防爆、 抗电磁干扰、 抗腐蚀、 耐高温、 体积小、 重量轻、 灵活方便等优势， 因此其应用范围非常广泛， 特别因此被广泛应用于各种恶劣环境。决定光纤光栅传感器得到广泛应用和广泛关注的一个最重要的原因是它的传感信号为波长调制。这一传感机制使得它的它具有了普通光纤传感器不具备的特点：
a ． 测量信号不受光源起伏、 光纤弯曲损耗、 连接损耗和探测器老化等因素的影响；
b ． 避免了一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和对固有参考点的需要；
C ． 能方便地使用波分复用技术在一根光纤中串接多个光栅进行分布式测
量。另外， 光纤光栅很容易埋人材料中对其内部的
应变和温度进行高分辨率和大范围测量。
②工作原理
光源、 光纤与探测器 3部分构成了光纤传感器。光源发出的光耦合进光纤 ， 经光纤进入调制区， 调制区内的光信号受外界被测参量的作用， 其光 学性质如光的强度、 相位、 频率、 偏振态、 波长等发生变化。再经过光纤进入光探测器， 从而获得被测参量 。
③ 光纤传感器的实际应用
抗电磁干扰、 耐高温、 长期稳定并且抗高辐射是用于永久性井下测量设备必不可少的条件。而光纤传感器就具备了这些优势和功能。所以，这种传感器被广泛应用于井下作业，用来测试索链棒的强度和疲劳度等。美国和英国这两发达国家，也利用光纤传感器的这一性能把它应用于海洋石油平台的结构监测。
我国新疆石门子水库是首次利用分布式光纤监测技术测量碾压硅拱坝温度的地方，现在，这项技术已经应用到很多地方，服务于很多重大的工程建设中了。比如监测水电水利工程的温度场、 应力场、 位移场、 渗流场等。这种新技术是使用，可以准确地测定光纤沿线任点的温度、 应力和位移， 信息量大， 结果直观，摆脱了传统方法导致的结果不直观、耗费人力、物力、财力等弊端。分布式光纤监测技术得益于科技的进步和科研人员的努力钻研，还广泛应用于石油天然气行业的石油、 天然气输送管道或储罐泄漏监测， 油库、 油管、 油罐的温度监测及故障点检测， 大型民用工程的结构安全监测， 公路、 地铁隧道行业的火灾监测等
4、 负压波检测法
负压波检测法是目前国际上应用较多的管漏检测和泄漏点定位方法。。当燃气管道泄漏时，负压波会沿着管道传播，这种负压波含泄漏信息，并会把这种泄露信息传播至几十千米以外。而压力变送器可以捕捉到泄漏信息的负压波， 检测泄漏的发生，据泄漏产生的负压波传播到管道两端的时间差对泄漏点定位。因此，各国的输油管道大多都采用了这种检测方法。
三、新检测方法应用前景
传感器检测法与负压波检测法均是采用在管道或管道接头处安装相关感器的方式来实现对管内或管外情况的监测。在燃气管网的应用中， 需要根据管道的长度加装传感器以及发射器， 同时在各个调压箱或 阀门井处加装控制器。报警信息接人S C A D A系统， 操作人员根据报警定位信息进行处理， 及时采取措施。新检测方法的工作流程见图 1
四、建议
① 管道的泄漏及多点泄漏检测和定位是研究的重点和难点， 如何改进现有技术手段或结合其他新方法来解决这一问题， 是今后研究的主要方向。
② 在采用传感器时， 应针对传感器类型以及传感器发射和接收信号的方式做进一步研究。
③ 将 S C A D A系统联合其他检测软件系统进行使用， 提高 S C A D A系统在运行中的效率。
【参考文献】 ：
[ 1 ] 刘博．城市燃气管道漏点检测与定位系统研究[ D] ．沈阳： 沈阳工业大学 ， 2 0 0 7
[ 2 ] 李军， 徐永生， 玉建军．燃气管道泄漏检测新技术[ J ] ．煤气与热力， 2 0 0 7 ， 2 7 ( 7 )
[ 3 ] 曹琳 ， 赵金辉， 谭羽非．泄漏检测及定位方法在燃气管 网应用的可行性[ J ] ．煤气与热力， 2 0 0 8 ， 2 8 ( 1 )
[ 4 ] 李鸿志， 张秀琴．城市燃气管道泄漏的检测与维修 [ J ] ．煤气与热力， 2 0 1 0 ， 3 0 ( 7 )
作者简介：
白云川（1980－），男（汉族），天津市人，本科生，主要研究方向：燃气工程
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。