机载红外激光雷达监测天然气管道泄漏技术

为了解决日益凸显的天然气管道泄漏问题,提出了机载天然气管道泄漏监测红外激光雷达技术,介绍了该系统的基本工作原理,提出了衡量系统探测性能的噪声等效浓度的定义.在分析了机载天然气管道泄漏监测红外激光雷达系统技术方案的基础上,根据噪声等效浓度的定义,引入了相关检测技术以提高系统的探测灵敏度,讨论了相关检测技术原理以及相关检测...     

机载红外天然气管道泄漏监测技术研究

进入21世纪后,我国的天然气消耗量飞速上升,目前国内输气管道总长度已经达到2.4万公里,预计2010年底将达到3.6万公里.如此绵长的输气管道,随着管道设施的老化、地质结构的变化、地质灾害的发生,天然气的泄漏在所难免.通常天然气管道的泄漏量一般大约要占输气总量的10%.天然气管道泄漏对经济发展、大气环境和社会安全带来了负面影响,因此必须积极开展各种天然气管道泄漏监测技术的研究.本文首先介绍了国内外基于机载平台的天然气管道泄漏监测技术的研究现状,然后阐述了两种主要机载天然气监测技术的工作原理,在分析比较两种技术优缺点的基础上,提出了适合我国国情的机载天然气管道泄漏监测的技术方案,并报道了与此方案相关的基础性研究内容.     

一种适于直升机平台的天然气管道泄漏监测技术

针对我国日益凸显的天然气管道泄漏监测的实际需求,提出了一种适于直升机平台的基于近红外波长调制吸收光谱的天然气管道泄漏监测技术,阐述了该技术的基本原理,论证了该技术对直升机平台的工程适用性,研制了一套室外试验研究平台,利用试验数据证明了该技术的工程可行性.     

家庭天然气管道泄漏检测系统的设计

这里设计了一种结构简单且具有较强实用意义的家庭天然气管道泄漏检测系统。该系统基于AT82S52单片机收集信号,并针对天然气的特征进行各类气敏传感器的对比选择。使用MQ-2型半导体气敏传感器,用C语言进行程序编程,最终制作出的监测系统实物可以通过按键设定报警浓度上限。当空气中天然气的浓度超过预定值时会出现声光双重报警,且制作成本较低。     

基于声波技术的管道泄漏检测与定位系统的研究

天然气管道漏点在线实时泄漏监测与定位系统的研究与应用,使得泄漏能够被及时发现并确定泄漏点的位置,从而降低因天然气泄漏造成的经济损失,同时对提高天然气输送管线的自动化管理水平有着深远的意义。通过对国内外各种管道泄漏检测技术的研究和分析比较,采用声波检测方法应用于输气管道的泄漏检测策略,在信号处理方面采用虚拟仪器软件设计了天然气管线声波泄漏实时监测定位系统,对泄漏声波信号进行波形实时显示、数字滤波、相关运算以及泄漏点定位等操作,实现了管线泄漏检测的自动化。     

家庭天然气管道泄露监测系统的设计

这里设计了一种结构简单且具有较强实用意义的家庭天然气管道泄漏检测系统。该系统基于AT82S52单片机收集信号,并针对天然气的特征进行各类气敏传感器的对比选择。使用MQ?2型半导体气敏传感器,用C语言进行程序编程,最终制作出的监测系统实物可以通过按键设定报警浓度上限。当空气中天然气的浓度超过预定值时会出现声光双重报警,且制作成本较低。     

基于虚拟仪器的原油管道泄漏监测系统

使用虚拟仪器开发平台LabVIEW和数据采集卡,不间断采集压力、流量、温度等参数,监视原油管道 运行状况,并利用电话线路构成通信网络,建立了一个实时性较好的监测系统。对于突发的原油泄 漏,我们综合运用了包括小波分析在内的多种信号处理方法,能够及时准确地定位泄漏点。本系统 已经成功地应用于胜利油田和华东输油管理局等集输管网和长输管线。     

光纤负压波管道泄漏监测系统

管道泄漏引发的负压波信号及其沿管道衰减程度与管道工况、长度及泄漏孔直径等因素有关。针对传统负压波监测方法定位精度低、可靠性差等问题,提出了一种光纤负压波管道泄漏监测方法。由泄漏负压波在管道中传播规律,通过提高传感器布设密度,降低信号衰减强度,得到了更清晰的负压波下降沿拐点信息。根据泄漏点所在传感器区间不同,提出了自适应负压波波速数值计算方法。在实验室分别对光纤与传统负压波泄漏监测方法进行对比分析,实验结果显示,在泄漏量为管道总运输量5%的工况下,光纤监测法泄漏定位误差小于1.6%,较传统的监测方法能获得更高的管道泄漏监测灵敏度及定位精度,具有更加广阔的应用前景。     

基于虚拟仪器的原油管道泄漏监测系统

使用虚拟仪器开发平台LabVIEW和数据采集卡,不间断采集压力、流量、温度等参数,监视原油管道运行状况,并利用电话线路构成通信网络,建立了一个实时性较好的监测系统.对于突发的原油泄漏,我们综合运用了包括小波分析在内的多种信号处理方法,能够及时准确地定位泄漏点.本系统已经成功地应用于胜利油田和华东输油管理局等集输管网和长输管线.     

基于ICCD的机载海洋荧光激光雷达模拟研究

机载海洋荧光激光雷达是最有效的海洋环境监测手段之一, 世界上许多国家发展了机载海洋荧光激光雷达系统,并成功的应用于业务化测量。根据国际机载荧光激光雷达系统发展趋势,本文对基于512通道ICCD的机载海洋荧光激光雷达系统进行了实验室实验模拟和计算,对其可行性进行了评估。本文采用单脉冲能量70uJ的355nm Nd:YAG激光器作为激发光源,直径100mm,的透镜收集探测距离5米远荧光信号,信号具有较好信噪比。模拟计算表明,对于同样基于ICCD探测的机载海洋激光雷达,采用20Hz、单脉冲能量80mJ的激光器和200mm口径望远镜在150米探测距离可获得与实验室相当的结果。     

石油和天然气红外成像检漏

石油和天然气泄漏后容易引起火灾、爆炸事故,发展快速、有效的石油和天然气红外成像检漏技术具有重要意义。通过对石油和天然气泄漏成分及其红外吸收特性的分析,将成像检漏系统的光谱响应波段选取为3.2~3.5 μm。针对气体目标的运动、扩散特点,研究了基于背景动态范围压缩的方法和基于气体边缘迁移的方法,对成像检漏演示系统的输出图像进行实时增强处理,实验表明两种增强算法提高了气体成像检漏的能力。     

基于定量递归分析的天然气管线输送流量均衡调度方法

通过对天然气管线输送流量进行优化均衡调度设计,实现对天然气管线运行工况的准确监测。传统方法采用线性时间序列Wolf一步预测方法进行天然气管线输送流量调度,没能有效挖掘天然气管线输送网络中天然气流量的非线性特征,导致调度的准确性不好。提出一种基于定量递归分析的天然气管线输送流量均衡调度方法。首先构建了天然气管线的网络配置结构模型,进行输送流量序列的信号模型构建和非线性时间序列分析,对天然气流量进行相空间重构,在高维相空间中进行递归图构建,实现对天然气管线输送流量的定量递归分析,达到流量准确预测和均衡调度的目的,实现算法改进。仿真实验分析结果表明,采用该方法进行天然气管线输送流量均衡调度,天然气输送运行的工况得到改善,输送配置的均衡性较好,流量预测精度较高,调度效能增强。     

基于激光吸收光谱天然气脱硫中H2S检测系统研究

硫化氢气体浓度的连续监测是脱硫装置中必不可少的部分。提出了一种基于激光吸收光谱技术的天然气脱硫H2S测量系统设计方案,为满足现场高灵敏检测的要求,研制了紧凑型多次反射Herriot气体吸收池模块放置在脱硫塔现场,采用单模光纤传输激光和光电探测器信号直接远距离传输至控制室处理的方式,使得系统具有本质安全的特征。系统在胜利油田某集气站脱硫塔进行了现场检测,结果表明,检测下限为300 ppb,运行稳定可靠,满足天然气脱硫H₂S检测的需要。