一种基于压力波的管道泄漏检测技术

团队负责人：邓建强

所在学院：化学工程与技术学院

一、项目简介

流体管路输运是工业、农业、城市供排水等领域的关键流程,目前约有 50%的地下管道的管龄已超过 30 年。全国油气输运管道总里程已超过 12 万公里，到 2025 年，将达 24 万公里，绕地球 6 圈。城市供水管网平均漏失率超过14%，因漏失导致的年损失水量超过 60 亿 m³，折合人民币 180 亿。西气东输、南水北调、西油东送等资源跨区域管道输运通道建立，油气管道泄漏事故，还将威胁群众生命安全、危害周边环境。

目前负压波法检测管道泄漏属于主流，本项目基于压力波的管道泄漏检测技术具有负压波法的优点，同时能够检测出管道的微小泄漏，预测管道发生的畸变，应用性、经济性较好.

发生泄漏时，压力波产生器产生的压力波，经过泄漏处发生变化，传感器采集到的压力信号进行幅频分析并与不发生泄漏时的信号进行比较。从而推测出泄露的大致方位。目前团队已经实现工程样机研发，经实测最大测试误差为 1.83%，可以满足工程定位要求。

二、产品性能优势

1. 本项目涉及关键技术

（1）主动式压力波发生器：本项目自主开发的压力波发生器，可以主动产生所需要的压力波信号，并且信号强烈，随时检测管道的泄露和畸变；

（2）小波变换技术：对于含有噪声的负压波信号的奇异点位置，采用小波变换技术精确压力波到达传感器端的时刻，减小定位误差；

（3）经过训练的神经网络：借助反馈型神经网络，开展不同泄漏工况下的网络训练和预测，利用经过训练的神经网络对所选取的泄漏点进行定位预测，提高定位的准确度。

2. 产品优势

（1）自主研发的压力波发生器，装置的结构简单，不易受外界条件影响；

（2）本技术的压力波具有负压波的优点，同时信号更加强烈，能够检测出管道的微小泄漏；

（3）预测管道发生的畸变，预报泄漏。

三、市场前景及应用

该技术主要应用于油气管路、市政工程中供暖、供水管道的检测领域。2014 年-2017 年，我国仅油气管道新增检测长度年平均增长 0.6 万公里，现有存量检测长度自 2015 年起突破 10 万公里，每年保持约 1 万公里增速。城市供水管网平均漏失率超过 14%，因漏失导致的年损失水量超过 60 亿 m³，折合人民币 180 亿。随着国家在油气工程、市政工程逐年投入，以往的管道相继出现老化，市场将持续保持旺盛需求，存量市场规模也将逐步扩大。本项目技术较主流技术不仅可以做到高精度的泄露位点检测，还可以做到泄露位点预测，在技术上占有一定优势，后期推向市场可以该点作为卖点去和已有的技术竞争市场份额。