负压力波法的局限性--管道泄漏监测

现阶段国内用的较多的负压力波法和传统管道泄漏监测方法相比是一个巨大的进步，负压力波法不但解决了定位问题而且也比传统方法误报少得多，从本质上说负压力波法是一种声学方法，即利用在管输介质中传播的声波进行检测的方法。当管道发生泄漏时，由于管道内外的压差，泄漏点的流体迅速流失，使该点管道内压力下降，流体分子间隙变疏，泄漏点两边密度高的液体就向密度小的泄漏点补充，从而产生了一个新的波源，该波以一定速度依次向管道的两端传播，这就是所谓的负压力波。根据负压力波到达上下游监测点的时间差和管道内压力波的传播速度就可以计算出泄漏点的位置。负压力波法常用的定位公式如下：

X = ( L + aΔt ) / 2 
式中：X ——泄漏点的位置
L ——被监测的管道的长度
α ——波在管道中传播的速度
Δt——首末两站点收到波的时间差 

从上述公式可以看出，除了与流体的特性有关外还和流体的温度和压力相关，一般这两项误差可以用数学模型来近似解决，当然这种情况下的定位公式就不是上式了，所以说公式只不过是一个近似的公式。但是真正的问题并不在这里，它在于负压力波法本身并没有脱离原始的报警方法。当压力下降曲线与阈值线相交时，就会发出报警，虽然事件发生在时刻而不是报警的时刻，但是由于压力下降比较快，所以对定位的影响不大，这就是为什么负压力波法在信号强时自动报警定位误差也不大的原因。在生产过程中，管道压力一般都是经常调整的，而人为设定的阈值必然也要跟着调整，这不仅难以操作还增加了人为因素的不利影响。当管道压力缓慢向一个方向变动时，人们也无法跟随着调整阈值，结果往往是使报警系统失去使用价值。为了解决这个问题，人们在管道泄漏监测报警技术中采用了阈值自动跟踪法。

一般自动跟踪曲线是由当前压力平均值加上所设定的值合成的，因此它有相对的平稳性和滞后性。从长时间来看它是跟踪的，从短时间来看它是滞后的。从图上可以看出，当压力突降时会突破阈值，而正常的压力变化却达不到阈值，因此能够响应较快和相对较小的压力变动信号，从整体性能上看自动阈值跟踪技术并没有使负压力波法的基本性能有所提高。这两种阈值设定法所设定的阈值都应当远离压力波动噪声区才能有效工作。而前一种无法设定的太小，后一种则可稍小些，但都无法避免压力波动引发的误报。
  
即使采用了压力、流量相关识别技术来尽量减少误报，使得负压波法在相对泄漏量较大的管线上应用有较好的效果，但对缓慢开阀门的盗油、相对较慢的盗油、大输油量管线上的盗油、管道腐蚀穿孔造成的泄漏、或长距离信号的衰减等引起的泄漏报警就无能为力了。 

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