【正文】 程如下述公式(22)，(23)，(24) 所示： (22)0)(12????tPxVax? (23)0|2sinVDgt ?? (24))(4|)( 032 ????TKdtPadtCT??式中 ρ——介質密度，單位 kg/m 3——管道與水平面問的傾角?p——管內壓力，單位 paC——油品比熱容，單位 J/(kg在加油站有管道的第三站也就是末梢位置的那一環(huán)節(jié)作為加油站輸出油的輸出口。輸油管道的開頭是第一站，在第一站輸油管道需要經(jīng)歷一系列程序才能進入下一站，在這一站中對輸油設備進行一些預處理，該加熱就加熱，該輸送就輸送，把初級品質的油送到下一站。如果知道輸油管線的一些具體物理參數(shù)，就可以通過這些物理參數(shù)再加上壓力的速度和波形就能找出哪里出現(xiàn)漏油。但指標的速率在不同的環(huán)境下運行是不同的。3．研究壓力變送器，溫度變送器，流量傳感器等設備對信號的采集，傳送。 課題研究的內容及擬采取的方法齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）2本設計主要采用的是負壓波法。檢測這種波的波速就是利用了聲波傳感器。用這種儀器可實現(xiàn)管道壓力的無損檢測，具有不破壞管道內流體流場、無壓力損失、測量能力強等優(yōu)點，具有十分重要的應用價值和廣闊的應用前景。 Pipeline。但是，由于人為或者管道自身材料而被腐蝕的原因，管道泄漏時有發(fā)生。本設計首先分析了負壓波的產(chǎn)生以及傳播，然后分析了負壓波的計算以及溫度等因數(shù)對負壓波波速的影響。因此，設計一套對石油管道進行實時監(jiān)測的系統(tǒng)十分必要。攜帶氣體采樣器沿著管道進行檢測是氣體采樣的方法。而且，大多沒有安裝泄漏自動檢測系統(tǒng)，主要的檢測方式是人工沿管道巡視，人工讀取管道中的數(shù)據(jù)。較快的響應速度和較高的定位精度便是選擇研究負壓波的原因。管道的泄漏指標，在外因的影響下，運行速度快，運行時間長，運行距離遠。如果對漏油指標處理得好，也會獲得很好的經(jīng)濟利益，在發(fā)生漏油事故時要正確恰當處理。管道輸送的總流程可以大致分為油田內部或油田之間相互輸送、各個儲油、加工油工廠之間相互輸送、加油站各個用油廠之間的相互輸送、各個學校、工廠政府、企業(yè)之間的相互輸送，輸送管道四通八達，為成品油輸送渠道提供便利。在這一站中，如果有要求有的各個品質，就需要對油進行各種預處理包括對油進行加溫、加壓后再根據(jù)要求，往各有需求的地方運送。如果管道選址選的好，不僅有利于油的輸送，也有利于油的生產(chǎn)配送安全。有以下方程： (29)??????uvxLt21將上式代入式(28)，得到了修正之后的負壓波定位公式：X= (210)vt2)()??通過對負壓波定位公式(210)的分析和對管道的分析可知，負壓波法檢測定位的關鍵在于以下幾點：齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）7(1)負壓波在管道中轉播的速度的確定。即負壓波的傳播速度與液體的類型和管道的性質有關，而管道壁的材料變形特性以及管道壁的彈性決定了管道的性質。而原油的主要成分就是烴類液體。而差值 是可檢測到的值，為了確定泄漏點的位置21t???x ，可采用細分的搜索方法。信號采集模塊又包括壓力采集模塊，流量采集模塊和溫度采集模塊。可以說 AT89C51 在一定程度上加快了微型計算機的進程。壓力傳感器采用DJ20B型壓力傳感器。電路圖如圖33所示：齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）1432 184U1A32 184U2A12PT1PF3PF2PF1VCCVCCVCCR110KC1REF1VDD2+IN3IN4GND 8DK 7VO 6/CS 5AD7684圖33 壓力采集模塊電路圖其中，在電路的緩沖部分，為了減少“自動”啟動誤觸發(fā)的可能性，提高系統(tǒng)的輸入阻抗，減少對被測信號的衰減影響等諸方面考慮，采用電壓跟隨器。該傳感器有以下特點：(1)沒有可動部件，構造簡單而牢固，長期運行可靠，使用壽命長。此模塊的電路圖如圖34所示：齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）15THR 7DIS 6Q 5R3TRIG2Cvolt1 GND8VCC4NE555NC1IN+2IN3NC4 VCC 5EN 6OUT 7GND 8VCCR4C10VCCR32FT圖34 流量信號采集模塊電路圖4．溫度信號采集模塊在此模塊中，溫度傳感器采用YYW200一體化溫度變送器，該傳感器具有集溫度檢測與信號處于一體，標準接插件出線，體積小巧，線性化輸出1~5V標準信號。 MC52i本課題選用的GPRS模塊是西門子的MC52i。當硬件部分明確后，軟件部分以硬件部分為基礎，軟件部分的具體內容也就隨著產(chǎn)生。但是，由于在管道處于運行的過程中有著許多的問題，其中包括大量的干擾信號，在采集著音波信號的同時還會采集到大量的噪聲信號。但是，其特點是品質因數(shù)為常數(shù) Q= ，即雖然不)( 02能同時獲得高的時域或頻域分辨率，但分辨率是隨尺度 a 變化的，即能夠實現(xiàn)高頻的頻率分辨率低，低頻的頻率分辨率高，這是做信號處理所希望的。這樣，信號經(jīng)過簡單的低通濾波后將違反奈奎斯特準則 [16]。h (2xn) 中， 是{V }生成元， 是 的標準正交基。這種情況下我們可以通過信號的小波包分解，就是將噪聲部分的頻帶刪除，保留所需的頻帶信號，我們通過更細致地將頻帶劃分，這樣去除的噪聲中含有的音波信號更少，從而使保留下來的頻帶信號中噪聲的成分也更少。(3)在對硬件電路進行設計時，要考慮的 TTL 或 CMOS 的邏輯電平。在此設計完成之際謹向趙老師至以衷心的感謝！同時也要感謝我的朋友和同學，他們在我設計的過程中給予我了很多素材，還在設計的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。(4)設計考慮小波的多分辨率特性對音波信號進行濾波。在信號分析處理的過程中可能會出現(xiàn)問題?？赏茖С龆喑咭痪S小波分解公式:k???xnC0nk,???xnd,? C = d = (515)njxjkh21?kn???xjnjkgC21 k=1,2,…N即：齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）23NCC??3210 … (516)?? 1d23NdC ,C ,…，C 表示信號 f 分解后的低頻部分， , ,…， 表示高頻部分。采樣頻率將會隨之降低，這種情況下，需要通過在信號中增加新的采樣點，否則采樣頻率將不符合標準，為了提高采樣頻率，我們在信號中添加的采樣點為 0 或者是一個中間值，雖然此時高頻信號會通過低通濾波后被消掉，但是仍然能保持可恢復的低頻采樣。當 a 值增大時，觀察范圍也擴大，這樣在頻域上我們就是用低頻率小波做大致觀察，也就是低分辨率觀察頻域波形，而當 a 值減小時，觀察范圍就隨之減小，這時我們在頻域上以高分辨率觀察頻域波形，使獲得的波形更加細致清晰 [11]。 小波變換理論小波分析是一種數(shù)學工具，它是對時間和頻率局網(wǎng)域變換的關系的確定和處理方法。其中外部系統(tǒng)軟件可以對文件進行模擬、復印、輸出。RXD0與RXD之間的數(shù)據(jù)傳輸完成。該傳感器具有以下特點：(1)抗干擾能力強(2)結構簡單，安裝方便(3)小型化，使用壽命長溫度信號為4~20mA 的電流信號。(3)適用范圍廣，可用于液體、氣體、蒸汽的流量測量，氣液通用。AD7684是一個16位差分輸入的AD轉換器件。適用于氣體、液體、蒸汽壓力的測量及具有腐蝕性介質的壓力測量。它主要通過各種物理、化學和生物效應來實現(xiàn)它的作用，并且有相關的定律來約束它。AT89C51 單片機內 ROM 是 FLASH 存儲器，以獲得廣泛的應用 80C51 兼容，采用靜態(tài)邏輯設計，操作頻率范圍寬，具有兩個軟件選擇的節(jié)能模式。利用細分搜索算法計算出 ，然后計算出 y =| |( 為實測到1v2v nit?init?t的時間差)，逐次計算 的值，負壓波泄漏點 x 即為最小的 值所對應的點所指出的位iy0i置。其密度隨溫度變化的公式如下：（T）= (T20) (2?20?14)式中：(T) ——T 是原油密度，單位 kg/m?3——原油的體積膨脹系數(shù)( =．001315 )，單位 kg/(m ℃)???203——20℃時原油的密度，單位 kg/m20 3由式(214)可見，原油溫度越低，原油密度越大；原油溫度越高，原油密度越小。對于圓形管道而言，無因次比值為管道的直徑與管道壁的厚度之比(D/e)。 (3)輸油管道進行越站、調閥、調泵、反輸?shù)炔僮鲿r，也會有負壓波產(chǎn)生，這種負壓波會對管道泄漏引起的負壓波產(chǎn)生影響。齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）5閥室中間站長跨集輸清管站末站分輸站首站油田處理場煉油廠運輸廠干線圖 11 輸油管道系統(tǒng)流程圖輸油管道中油體的流動可以當做為一元流體流動，而流體的流動也要滿足能量守恒、質量守恒和動量守恒等基本規(guī)律。對于用油最多的地方，比如加油站，在加油站用管道的第一站響應對應仿效加油站的輸入口。加油站的輸送設備對輸油的速度有很大影響。針對泄漏時壓力傳播現(xiàn)象的某些特征，可以采取適當?shù)奶幚矸椒?。通過傳感器的感知只可知道可以測出指標的速率和位置。2．使用負壓波泄漏檢測與定位方法，研究通過負壓波定位泄漏點，以及影響負壓波傳播的原因。從九幾年開始我國長距離的輸油管道檢測系統(tǒng)的研究已經(jīng)有一定的發(fā)展，在最近幾年有了突破性的進展。當泄漏發(fā)生時，會有液體從管道流出，這時會有聲音發(fā)出，液體的物理性質決定了聲波在管道中的傳播速度。本設計在分析現(xiàn)有管道測量方法的基礎上不破壞管道的完整性，不增加系統(tǒng)復雜性的前提下，通過非接觸式對系統(tǒng)的多個臨時部位的壓力檢測，設計出一套輸油管道泄漏檢測儀。關鍵詞：定位；泄漏檢測；負壓波法；輸油管道齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）IIAbstractPipeline transportation of oil for it’s cheap and convenient has been the main form of oil transport in China. However，because corrosion, as well as vandalism and other factors, the pipeline leakages occurred frequently．At present，there are so many means of localization of leakage．The negative pressure