本實用新型涉及監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種石油運(yùn)輸管道壓力監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著石油和天然氣工業(yè)的發(fā)展，我國油氣管道建設(shè)突飛猛進(jìn)，目前管道運(yùn)輸已經(jīng)成為路上油氣傳輸?shù)闹饕绞健Ｎ覈F(xiàn)有的油氣管道中的60%已經(jīng)運(yùn)行20年左右，東部一些原油管網(wǎng)已經(jīng)運(yùn)行了30年以上，管道老化嚴(yán)重。由于管線腐蝕和盜油的原因，管道泄漏事件頻發(fā)，造成了能源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。

常規(guī)的管道泄漏檢測方法一般是基于壓力傳感器采集管道內(nèi)的壓力信號，通過壓力變化來判定管線的是否堵塞或出現(xiàn)漏點?；趬毫鞲衅鞯墓艿罊z測方法在應(yīng)用時需要用到壓力信號的傳輸與顯示，但當(dāng)壓力信號傳輸距離長的情況下，應(yīng)用傳統(tǒng)的一般信號線傳輸壓力信號，會因為壓力信號的大幅度衰減且背景噪聲大等問題，無法滿足在傳輸末端對壓力信號的采集及處理要求。所以，傳統(tǒng)的固定式壓力檢測裝置不能滿足技術(shù)人員不用到現(xiàn)場、在監(jiān)控室即可看到壓力信號變化，進(jìn)而判斷管線是否泄漏的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種石油運(yùn)輸管道壓力監(jiān)測系統(tǒng)。其能夠使維修技術(shù)人員在監(jiān)控室內(nèi)便可監(jiān)測石油管道內(nèi)的壓力變化情況，進(jìn)而判斷是否發(fā)生漏油或盜油，為技術(shù)人員及時排除故障提供方便。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種石油運(yùn)輸管道壓力監(jiān)測系統(tǒng)，包括：壓力傳感器、光端機(jī)、控制器及上位機(jī)；控制器包括信號處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊及微處理器；光端機(jī)有兩個，分別為位于管道外壁的發(fā)射光信號的發(fā)射光端機(jī)和位于監(jiān)控室內(nèi)的接收光信號的接收光端機(jī)；所述控制器及上位機(jī)位于監(jiān)控室內(nèi)。

所述壓力傳感器設(shè)置于管道內(nèi)腔側(cè)壁；壓力傳感器的輸出端與發(fā)射光端機(jī)的輸入端電連接，發(fā)射光端機(jī)與接收光端機(jī)之間通過光纖連接，接收光端機(jī)的輸出端與所述信號處理模塊的信號輸入端口相連，信號處理模塊的信號輸出端口與A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連；A/D轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端與所述微處理器的信號輸入端相連；微處理器通過串口與上位機(jī)相連。

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述微處理器選用單片機(jī)。

作為本實用新型的另一種優(yōu)選方案，所述控制器還包括電源模塊、時鐘與復(fù)位電路模塊和超限報警模塊；微控制器的I/O輸出口與超限報警模塊的信號輸入口相連。

作為本實用新型的另一種優(yōu)選方案，所述信號處理模塊包括放大器U1、放大器U2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1和電容C2；放大器U1的電源正端及放大器U2的電源正端分別與電源正極相連，放大器U1的電源負(fù)端及放大器U2的電源負(fù)端分別接地；放大器U1的正輸入端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與地相連；放大器U1的負(fù)輸入端分別與接收光端機(jī)的輸出信號及電阻R1的一端相連，電阻R1的另一端與電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端分別與電容C1的一端、電容C2的一端及電阻R7的一端相連；電容C1的另一端接地，電容C2的另一端分別與放大器U2的正輸入端及電阻R5的一端相連；電阻R7的另一端與放大器U2的輸出端相連；電阻R5的另一端接地；放大器U2的負(fù)輸入端分別與電阻R4的一端及電阻R6的一端相連，電阻R4的另一端接地，電阻R6的另一端與放大器U2的輸出端相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型有益效果。

本實用新型可實現(xiàn)壓力信號的遠(yuǎn)距離傳輸，能夠使維修技術(shù)人員在監(jiān)控室內(nèi)便可監(jiān)測石油管道內(nèi)的壓力變化情況，進(jìn)而判斷是否發(fā)生漏油或盜油，為技術(shù)人員及時排除故障提供方便。且本實用新型為弱電供電，節(jié)能安全，適用于不間斷的監(jiān)測工作。

本實用新型所述接收光端機(jī)輸出信號經(jīng)控制器處理后輸出給上位機(jī)，經(jīng)控制器處理后的信號幅值增大、背景噪聲小，有利于上位機(jī)對信號的進(jìn)一步處理。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進(jìn)一步說明。本實用新型保護(hù)范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。

圖1是本實用新型原理框圖。

圖2是本實用新型信號處理模塊電路圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括壓力傳感器、光端機(jī)、控制器及上位機(jī)；控制器包括信號處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊及微處理器；光端機(jī)有兩個，分別為位于管道外壁的發(fā)射光信號的發(fā)射光端機(jī)和位于監(jiān)控室內(nèi)的接收光信號的接收光端機(jī)；控制器及上位機(jī)位于監(jiān)控室內(nèi)。

所述壓力傳感器設(shè)置于管道內(nèi)腔側(cè)壁；壓力傳感器的輸出端與發(fā)射光端機(jī)的輸入端電連接，發(fā)射光端機(jī)與接收光端機(jī)之間通過光纖連接，接收光端機(jī)的輸出端與所述信號處理模塊的信號輸入端口相連，信號處理模塊的信號輸出端口與A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連；A/D轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端與所述微處理器的信號輸入端相連；微處理器通過串口與上位機(jī)相連。

壓力傳感器選用羅斯蒙特3051S壓力傳感器。

A/D轉(zhuǎn)換模塊選用了鴻格的7017FC，該模塊有8路差分模擬量輸入通道，12位分辨率，采樣速度為每秒20次，有2個數(shù)字量輸出通道，滿足需要，且運(yùn)行穩(wěn)定。

超限報警模塊選用眾海的型號為ZH6727的報警模塊。

光端機(jī)選用HD-CVI模擬同軸高清光端機(jī)。

所述單片機(jī)選用STM32系列單片機(jī)。

如圖2所示，所述信號處理模塊包括放大器U1、放大器U2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1和電容C2；放大器U1及放大器U2的電源正端與電源正極相連，放大器U1及放大器U2的電源負(fù)端接地；放大器U1的正輸入端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與地相連；放大器U1的負(fù)輸入端分別與接收光端機(jī)的輸出信號及電阻R1的一端相連，電阻R1的另一端與電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端分別與電容C1的一端、電容C2的一端及電阻R7的一端相連，電容C1的另一端接地；電容C2的另一端分別與放大器U2的正輸入端及電阻R5的一端相連；電阻R7的另一端與放大器U2的輸出端相連；電阻R5的另一端接地；放大器U2的負(fù)輸入端分別與電阻R4的一端及電阻R6的一端相連，電阻R4的另一端接地，電阻R6的另一端與放大器U2的輸出端相連。放大器U2的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連。

所述放大器U1選用芯片OP07，放大器U2選用LM741C。信號處理電路將光端機(jī)輸出的信號先經(jīng)放大器U1及相關(guān)部分電路進(jìn)行放大,再經(jīng)由放大器U2及外圍電阻電容組成的二階濾波電路進(jìn)行濾波，去除有用信號頻帶外的噪聲。最后將經(jīng)信號處理模塊處理后的信號輸入到A/D轉(zhuǎn)換模塊。

所述控制器還包括系統(tǒng)電源模塊、時鐘與復(fù)位電路模塊和超限報警模塊；微控制器的I/O輸出口與超限報警模塊的信號輸入口相連。上述電路模塊對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，是熟知的，在此不做詳細(xì)描述。

本實用新型可實現(xiàn)壓力信號的遠(yuǎn)距離傳輸，能夠使維修技術(shù)人員在監(jiān)控室內(nèi)便可監(jiān)測石油管道內(nèi)的壓力變化情況，進(jìn)而判斷是否發(fā)生漏油或盜油，為技術(shù)人員及時排除故障提供方便。且本實用新型為弱電供電，節(jié)能安全，適用于不間斷的監(jiān)測工作。本實用新型所述接收光端機(jī)輸出信號經(jīng)控制器處理后輸出，再輸入上位機(jī)，信號幅值增大、背景噪聲小，有利于上位機(jī)對信號的進(jìn)一步處理。

實際應(yīng)用中，將壓力傳感器固定于管道內(nèi)腔側(cè)壁內(nèi)，壓力傳感器采集管道內(nèi)的壓力信號，壓力傳感器與置于管道外側(cè)的用于發(fā)射的光端機(jī)相連，另一用于接收的光端機(jī)置于監(jiān)控室內(nèi)，壓力信號經(jīng)兩光端機(jī)之間的光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控室內(nèi)，控制器對接收機(jī)端的信號做進(jìn)一步的放大去噪處理，然后將上位機(jī)做后續(xù)的顯示等，提醒工作人員，現(xiàn)場是否漏油。解決了傳輸距離長的情況下，應(yīng)用一般的信號線傳輸壓力信號，會因為壓力信號的大幅度衰減且背景噪聲大的問題。工作人員經(jīng)上位機(jī)顯示的壓力信號的變化，判斷是否有漏油、盜油、管道堵塞等情況發(fā)生。

可以理解的是，以上關(guān)于本實用新型的具體描述，僅用于說明本實用新型而并非受限于本實用新型實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本實用新型進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。