核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀及探測方法
【專利摘要】本發明公開了一種核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀及探測方法，屬于探測【技術領域】。其技術方案為：一種核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀，包括主機和與其連接的通信控制器，所述通信控制器與發射/接收控制單元連接，所述發射/接收控制單元包括發射/接收控制器、發射電路、橋路控制器、諧振電容、發射線圈、電源以及信號采集/接收器，所述信號采集/接收器由第一采集單元～第N采集單元和與其相對應的第一接收線圈～第N接收線圈組成。本發明的有益效果為：利用核磁共振技術實現了對輸油管道滲漏位置的直接測量，探測精度高，多次重復測量，提高了接收信號的信噪比，利用弓形板與輸油管道配合探測，降低對管道的破損，探測效率高，方便探測。
【專利說明】核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀及探測方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及石油輸油管道滲漏探測【技術領域】，特別涉及一種核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀及探測方法。
[0003]
【背景技術】
[0004]泄漏是輸油管道運行中的主要故障。在輸油管道運行過程中，由于腐蝕穿孔及其它外力破壞等原因，泄漏事故時有發生，給油田造成了巨大的經濟損失。因此，泄漏監測不僅成為輸油管道安全生產管理的重要工作內容，也是保證管道正常運行不可缺少的保障。輸油管道泄漏自動監測技術在國外得到了廣泛的應用，美國等發達國家立法管道必須采取有效的泄漏監測系統。我國管道檢漏技術的研究起步較晚，從上世紀90年代中期開展了初步研究，而真正實際應用則是在近幾年。
[0005]目前，輸油管道檢漏方法主要有兩類:直接檢漏方法和間接方法。直接方法就是利用預置在管道外的檢測 元件直接測出泄漏介質。這種方法可以檢測到微小的滲漏，并能定位，但是要求在管道建設時與管道同時安裝。間接方法就是通過檢測管道運行參數的變化推斷出泄漏的發生，這種方法適合檢測較大的泄漏(一般1%左右)，優點是可在管道建設后不影響生產的情況下安裝，并可不斷升級。
[0006]高精度管道泄漏監測定位技術，是一個多學科結合的集成技術。利用核磁共振原理定位檢測管道泄漏越來越受到人們的青睞。
[0007]
【發明內容】
[0008]為了解決上述已有技術的不足，本發明的目的是:提供一種核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀。
[0009]本發明的另一個目的是提供一種核磁共振輸油管道滲漏隱患探測方法。
[0010]一種核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀，包括主機和與其連接的通信控制器，其特征在于，所述通信控制器與發射/接收控制單元連接，所述發射/接收控制單元包括發射/接收控制器、發射電路、橋路控制器、諧振電容、發射線圈、電源以及信號采集/接收器，所述發射/接收控制器的控制端與發射電路連接，所述發射電路輸出端分別與諧振電容和電源連接，所述電源和諧振電容輸出端分別與橋路控制器連接，所述橋路控制器輸出端與發射線圈連接，所述信號采集/接收器與發射/接收控制器連接，所述信號采集/接收器由第一采集單元~第N采集單元和與其相對應的第一接收線圈~第N接收線圈組成，所述第一采集單元~第N采集單元是并列的，第一采集單元~第N采集單元分別與其對應的第一接收線圈~第N接收線圈連接。[0011]所述第一接收線圈?第N接收線圈分別與電子開關連接，所述電子開關還與采集處理器連接，所述采集處理器的接口與時序控制器連接，所述時序控制器的控制端與通訊接口連接，所述通訊接口還與所述發射/接收控制器連接；所述第一接收線圈?第N接收線圈、采集處理器、時序控制器、通訊接口和發射/接收控制器依次連接構成信息采集/接收傳輸通道。
[0012]將所述發射線圈鋪設在與輸油管道外表面相吻合的弓形板的凹弧面，所述發射線圈是由多匝發射線圈構成，在所述弓形板四角處分別設有滾輪。
[0013]所述弓形板的尺寸可以根據待測輸油管道直徑的大小，設置與不同輸油管道配合的弓形板。
[0014]在所述發射線圈中，并排鋪設第一接收線圈?第N接收線圈，以及與第一接收線圈?第N接收線圈相對應的第一采集單元?第N采集單元。
[0015]所述的一種核磁共振輸油管道滲漏隱患的探測方法，包括以下步驟:
A、在主機中設置標準數字信號的數據，主機發射多個發射脈沖，發射線圈接收發射脈
沖；
B、所述第一采集單元?第N采集單元將步驟A中發射線圈接收發射脈沖的信號進行收集，第一接收線圈?第N接收線圈依次將第一采集單元?第N采集單元對發射線圈接收的信號產生感應，同時采集處理器對第一接收線圈?第N接收線圈的信號進行數字信號處理，通過時序控制器，將每條感應的數字信號的指令，按時間順序依次經過通訊接口、發射/接收控制器和通信控制器傳輸給主機；
C、主機依次將從第一接收線圈?第N接收線圈接收的數字信號進行數據存儲，并在主機顯示屏上顯示每一個接收線圈感應的數字信號的數據；
D、將步驟C中主機顯示的數字信號的數據與事先在主機中設置標準數字信號的數據對比，如果第一接收線圈?第N接收線圈在主機中顯示的數字信號的數據中，出現與主機中設置標準數字信號的數據不一致，不一致的數據所對應的接收線圈覆蓋的位置即是輸油管道滲漏位置；
E、反復操作上述步驟A、步驟B、步驟C、和步驟D，根據主機屏幕上顯示數據的變化，確定滲漏點的位置，完成輸油管道隱患的探測。
[0016]按照設置的發射脈沖，設置電源的電壓值，在發射線圈中產生大功率的交變電流。
[0017]所述發射脈沖發射完成后，經過pwm相應時間，發射線圈向第一采集單元?第N采集單元發射同步采集命令，第一采集單元?第N采集單元對發射線圈接收的數字信號進行采集，第一接收線圈?第N接收線圈接收第一采集單元?第N采集單元采集的數字信號后，并將采集的數字信號返回至發射/接收控制器，完成一次探測，多次重復探測上述輸油管道位置；通常情況下，發射時間固定，發射電流越大，探測深度約深，設置從大到小激發脈沖距可實現對輸油管道從下表面到上表面色探測。
[0018]為了降噪聲，提高接收信號的信噪比，多次重復上述探測步驟B、步驟C、和步驟D，將采集到的數據分別進行疊加處理，直至全部探測工作完成。
[0019]本發明使用時，根據輸油管道直徑的長度和外表面的形狀，將與待測輸油管道相吻合的弓形板覆蓋在輸油管道外表面，打開主機和電源，在主機中設置標準數字信號的數據，主機向發射線圈傳輸多個發射脈沖，第一采集單元?第N采集單元將發射線圈接收發射脈沖的信號進行收集，第一接收線圈?第N接收線圈依次將第一采集單元?第N采集單元對發射線圈接收的信號產生感應，同時采集處理器對第一接收線圈?第N接收線圈的信號進行數字信號處理，通過時序控制器，將每條感應的數字信號的指令，按時間順序依次經過通訊接口、發射/接收控制器和通信控制器傳輸給主機；主機依次將從第一接收線圈?第N接收線圈接收的數字信號進行數據存儲，并在主機顯示屏上顯示每一個接收線圈感應的數字信號的數據；主機顯示的數字信號的數據與事先在主機中設置標準數字信號的數據對比，如果第一接收線圈?第N接收線圈在主機中顯示的數字信號的數據中，出現與主機中設置標準數字信號的數據不一致，不一致的數據所對應的接收線圈覆蓋的位置即是輸油管道滲漏位置，確定滲漏點的位置，完成輸油管道隱患的探測。
[0020]本發明的有益效果是:利用核磁共振技術對輸油管道滲漏隱患探測，實現了對輸油管道滲漏位置的直接測量，提高了輸油管道滲漏隱患探測的精度，多次重復測量，提高接收信號的信噪比，使用弓形板與輸油管道配合探測，降低對管道的破損，提高了探測效率，方便探測，同時增強了探測可實現性，。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明實施例的電原理框圖。
[0022]圖2為圖1中信號采集/接收器的結構框圖。
[0023]圖3為本發明實施例的弓形板結構示意圖。
[0024]其中，附圖標記為:1、主機；2、通信控制器；3、發射/接收控制器；4、發射電路；5、電源；6、諧振電容；7、橋路控制器；8、信號采集/接收器；9、第一采集單元?第N采集單元；
10、第一接收線圈?第N接收線圈連接；11、弓形板；12、凹弧面；13、發射線圈；14、滾輪；15、電子開關。
[0025]
【具體實施方式】
[0026]為了能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，對本方案進行闡述。
[0027]實施例:
參見圖1，圖2和圖3，本發明是一種核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀，包括主機I和與其連接的通信控制器2，其特征在于，所述通信控制器2與發射/接收控制單元連接，所述發射/接收控制單元包括發射/接收控制器3、發射電路4、橋路控制器7、諧振電容6、發射線圈13、電源5以及信號采集/接收器8，所述發射/接收控制器3的控制端與發射電路4連接，所述發射電路4輸出端分別與諧振電容6和電源5連接，所述電源5和諧振電容6輸出端分別與橋路控制器7連接，所述橋路控制器7輸出端與發射線圈13連接，所述信號采集/接收器8與發射/接收控制器3連接，所述信號采集/接收器8由第一采集單元?第N采集單元9和與其相對應的第一接收線圈?第N接收線圈10組成，所述第一采集單元?第N采集單元9是并列的，第一采集單元?第N采集單元9分別與其對應的第一接收線圈?第N接收線圈10連接。
[0028]所述第一接收線圈?第N接收線圈10分別與電子開關15連接，所述電子開關15還與采集處理器82連接，所述采集處理器82的接口與時序控制器83連接，所述時序控制器83的控制端與通訊接口 84連接，所述通訊接口 84還與所述發射/接收控制器3連接；所述第一接收線圈?第N接收線圈10、采集處理器82、時序控制器83、通訊接口 84和發射/接收控制器3依次連接構成信息采集/接收傳輸通道。
[0029]將所述發射線13圈鋪設在與輸油管道外表面相吻合的弓形板11的凹弧面12，所述發射線圈13是由多匝發射線圈13構成，在所述弓形板11四角處分別設有滾輪14。
[0030]所述弓形板11的尺寸可以根據待測輸油管道直徑的大小，設置與不同輸油管道配合的弓形板11。
[0031]在所述發射線圈13中，并排鋪設第一接收線圈?第N接收線圈10，以及與第一接收線圈?第N接收線圈10相對應的第一采集單元?第N采集單元9。
[0032]所述的一種核磁共振輸油管道滲漏隱患的探測方法，包括以下步驟:
A、在主機I中設置標準數字信號的數據，主機I發射多個發射脈沖，發射線圈13接收發射脈沖；
B、所述第一采集單元?第N采集單元9將步驟A中發射線圈13接收發射脈沖的信號進行收集，第一接收線圈?第N接收線圈10依次將第一采集單元?第N采集單元9對發射線圈13接收的信號產生感應，同時采集處理器82對第一接收線圈?第N接收線圈10的信號進行數字信號處理，通過時序控制器83，將每條感應的數字信號的指令，按時間順序依次經過通訊接口 48、發射/接收控制器3和通信控制器2傳輸給主機I ;
C、主機I依次將從第一接收線圈?第N接收線圈10接收的數字信號進行數據存儲，并在主機I顯示屏上顯示每一個接收線圈感應的數字信號的數據；
D、將步驟C中主機I顯示的數字信號的數據與事先在主機I中設置標準數字信號的數據對比，如果第一接收線圈?第N接收線圈10在主機I中顯示的數字信號的數據中，出現與主機I中設置標準數字信號的數據不一致，不一致的數據所對應的接收線圈覆蓋的位置即是輸油管道滲漏位置；
E、反復操作上述步驟A、步驟B、步驟C、和步驟D，根據主機I屏幕上顯示數據的變化，確定滲漏點的位置，完成輸油管道隱患的探測。
[0033]按照設置的發射脈沖，設置電源5的電壓值，在發射線圈13中產生大功率的交變電流。
[0034]所述發射脈沖發射完成后，經過pwm相應時間，發射線圈13向第一采集單元?第N采集單元9發射同步采集命令，第一采集單元?第N采集單元9對發射線圈13接收的數字信號進行采集，第一接收線圈?第N接收線圈10接收第一采集單元?第N采集單元10采集的數字信號后，并將采集的數字信號返回至發射/接收控制器3，完成一次探測，多次重復探測上述輸油管道位置；通常情況下，發射時間固定，發射電流越大，探測深度約深，設置從大到小激發脈沖距可實現對輸油管道從下表面到上表面色探測。
[0035]為了降噪聲，提高接收信號的信噪比，多次重復上述探測步驟B、步驟C、和步驟D，將采集到的數據分別進行疊加處理，直至全部探測工作完成。
[0036]本發明使用時，根據輸油管道直徑的長度和外表面的形狀，將與待測輸油管道相吻合的弓形板11覆蓋在輸油管道外表面，打開主機I和電源5，在主機I中設置標準數字信號的數據，主機I向發射線圈13傳輸多個發射脈沖，第一采集單元?第N采集單元9將發射線圈13接收發射脈沖的信號進行收集，第一接收線圈?第N接收線圈10依次將第一采集單元?第N采集單9元對發射線圈13接收的信號產生感應，同時采集處理器82對第一接收線圈?第N接收線圈10的信號進行數字信號處理，通過時序控制器83，將每條感應的數字信號的指令，按時間順序依次經過通訊接口 84、發射/接收控制器3和通信控制器2傳輸給主機I ;主機I依次將從第一接收線圈?第N接收線圈10接收的數字信號進行數據存儲，并在主機I顯示屏上顯示每一個接收線圈感應的數字信號的數據；主機I顯示的數字信號的數據與事先在主機I中設置標準數字信號的數據對比，如果第一接收線圈?第N接收線圈10在主機I中顯示的數字信號的數據中，出現與主機I中設置標準數字信號的數據不一致，不一致的數據所對應的接收線圈覆蓋的位置即是輸油管道滲漏位置，確定滲漏點的位置，完成輸油管道隱患的探測。
[0037]本發明未經描述的技術特征可以通過或采用現有技術實現，在此不再贅述，當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不僅限于上述舉例，本【技術領域】的普通技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發明。
【權利要求】
1.一種核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀，包括主機和與其連接的通信控制器，其特征在于，所述通信控制器與發射/接收控制單元連接，所述發射/接收控制單元包括發射/接收控制器、發射電路、橋路控制器、諧振電容、發射線圈、電源以及信號采集/接收器，所述發射/接收控制器的控制端與發射電路連接，所述發射電路輸出端分別與諧振電容和電源連接，所述電源和諧振電容輸出端分別與橋路控制器連接，所述橋路控制器輸出端與發射線圈連接，所述信號采集/接收器與發射/接收控制器連接，所述信號采集/接收器由第一采集單元?第N采集單元和與其相對應的第一接收線圈?第N接收線圈組成，所述第一采集單元?第N采集單元是并列的，第一采集單元?第N采集單元分別與其對應的第一接收線圈?第N接收線圈連接。
2.根據權利要求1所述的一種核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀，其特征在于，所述第一接收線圈?第N接收線圈分別與電子開關連接，所述電子開關還與采集處理器連接，所述采集處理器的接口與時序控制器連接，所述時序控制器的控制端與通訊接口連接，所述通訊接口還與所述發射/接收控制器連接；所述第一接收線圈?第N接收線圈、采集處理器、時序控制器、通訊接口和發射/接收控制器依次連接構成信息采集/接收傳輸通道。
3.根據權利要求1所述的一種核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀，其特征在于，將所述發射線圈鋪設在弓形板的凹弧面，所述弓形板與輸油管道外表面相吻合，所述發射線圈是由多匝發射線圈構成，在所述弓形板四角處分別設有滾輪。
4.根據權利要求3所述的一種核磁共振輸油管道滲漏隱患探測儀，其特征在于，在所述發射線圈中，并排鋪設第一接收線圈?第N接收線圈，以及與第一接收線圈?第N接收線圈相對應的第一采集單元?第N采集單元。
5.根據權利要求1或2或3所述的一種核磁共振輸油管道滲漏隱患的探測方法，其特征在于，包括以下步驟: A、在主機中設置標準數字信號的數據，主機發射多個發射脈沖，發射線圈接收發射脈沖； B、第一采集單元?第N采集單元將步驟A中發射線圈接收發射脈沖的信號進行收集，第一接收線圈?第N接收線圈依次將第一采集單元?第N采集單元對發射線圈接收的信號產生感應，同時采集處理器對第一接收線圈?第N接收線圈的信號進行數字信號處理，通過時序控制器，將每條感應的數字信號的指令，按時間順序依次經過通訊接口、發射/接收控制器和通信控制器傳輸給主機； C、主機依次將從第一接收線圈?第N接收線圈接收的數字信號進行數據存儲，并在主機顯示屏上顯示每一個接收線圈感應的數字信號的數據； D、將步驟C中主機顯示的數字信號的數據與事先在主機中設置標準數字信號的數據對比，如果第一接收線圈?第N接收線圈在主機中顯示的數字信號的數據中，出現與主機中設置標準數字信號的數據不一致，不一致的數據所對應的接收線圈覆蓋的位置即是輸油管道滲漏位置； E、反復操作上述步驟A、步驟B、步驟C、和步驟D，根據主機屏幕上顯示數據的變化，確定滲漏點的位置，完成輸油管道隱患的探測。
【文檔編號】F17D5/06GK103712071SQ201310740781
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】王觀軍, 陳健飛, 楊勇, 王安泉, 劉晶姝, 劉瑾, 董輝, 盛華, 劉海波, 陳麗娜 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術檢測中心