石油管道泄漏检测系统的设计(电路图+原理图+程序+CAD)☆

摘  要
管道运输是与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输行业之一，己成为现代工业和国民经济的命脉。随着管道输送工业的发展，石油输送管网老化程度严重，加上不可避免的腐蚀、磨损和人为破坏等因素，管道泄漏现象频频发生。管道的泄漏不仅影响正常的生产，而且还会造成对环境的污染。因此泄漏检测是一项重要的管道故障检测技术。
我在文中总结了国内外输油管道泄漏检测的研究现状，对泄漏检测及定位技术进行了研究。设计了一套测漏系统，以负压力波法为主的判别的检测方法。文中阐述了管道泄漏的原因，以及各种检测方法的差异。当泄漏产生时，会有一负压波沿管道传播。文中分析了负压波的传播规律，波速计算方法，及温度对波速的影响，介绍了一种基于AT89S52单片机的泄漏接测系统并且可以用数字温度计DS18B20测量当前温度,在把实时数据显示在LCD1602上。本文从原理、系统构建、信号采集、信号处理和数据处理等几个方面进行了论述和分析。
根据管道泄漏监测的需要，完成了系统硬件的选型。管道长年暴露在室外，自然条件不确定。因此需要选择质量可靠的传感器。本文所选的传感器精度高，质量可靠，符合现场要求，能够保证监测信号的采集质量。

关键词：输油管道；泄漏检测；负压波；单片机；测温；LCD1062

Abstract
As one of the most important five means to transportation，pipeline transportation has become the artery of national economy modem enterprise．With the development of pipeline industry，pipelines aging，inevitable erosion，abrasion and human destroying，pipelines leakage occurs frequently，which not only affects the normal production，but also lead to serious pollution to the environment．Therefore，leak detection has become a significant part ofpipeline malfunctions detection．
The research status of pipeline leakage detection technology home and abroad is summarized in this thesis．Study on the leak detection and location technology．Design a acoustic leak detection system which leak hunting law as the main fact with the negative pressure，the balanced method of flow and shoulder the acoustic in order to complement．
This thesis described the causes of pipeline leaks，and the difference of variety detection methods． When the leak generated,there will be a spread of negative pressure wave along the pipeline．Thesis analyzes the negative pressure wave propagation laws，method of calculating wave velocity and temperature on the impact velocity．The design of the leak detection and location technology based on AT89S52 MCU was described.Principle,system construction,signal acquisition,signal processing and data processing aspects ale discussed and analyzed in this thesis．
According to pipeline leakage monitoring require．System hardware selection has been completed．Pipelines are exposed outdoors for years，the natural conditions is uncertainty．Terefore，to choose quality rdiable sensors is necessary．The sefisor selected in the thesis，are highly precision and mliable，which consistent with site requirements，able to guarantee the collection ofmonitoring signal quality．
Keywords ：transportation pipeline ;leakage detection ; negative pressure wave ; MCU ;Temperature measure ;LCD1602
 

本文研究了一个类似输油管道泄漏检测的装置。该装置安装于输油管道沿程各监测点，要求能够完成管道状态信息的采集。在本课题中，将提出实现这一系统的总体设计及其软硬件实现方案。

本文通过对管道泄漏检测系统研究，设计了一套管道泄漏监测系统。在理论上进行了论证。取得了如下的主要研究成果：
1．对输油管线的基本特性进行了分析，得到了管线在泄漏工况下的压力突变特征，并建立输油管线泄漏检测的基本模式。
2．考虑管道的压力、温度的影响，提出了应用负压波检测管道泄漏的方法，
，提出了管道泄漏判别模式和泄漏定位方法。并提出了消除负压波法泄漏检测误报警的多种方法。
3．筛选了压力变送器，数据采集模块，组成了泄漏检测硬件系统，并将泄漏检测软件与硬件系统结合组成了泄漏检测系统，经过试验表明系统稳定可靠，符合工程应用要求。
4．在实际输油管线进行泄漏检测，检测结果表明软件的灵敏度、误报警率、泄漏定位精度达到了要求，为管线的安全稳定运行提供了保障。

设计思路
本设计包括硬件设计和软件设计两部分。主要硬件有：三端稳压器LM7805、AT89S52单片机、字符型液晶显示模块HY1602A、单总线数字温度计DS18B20、HR-K1S1G1F2A5F6型压力变送器和若干按键等。
 

目 录   28000字
第一章 绪  论    1
1．1管道运输的发展状况    1
1．2管道运输面临的问题    2
1．3管道泄漏检测技术国内外研究现状    5
第2章 石油管道泄漏测试系统的设计    9
2．1 引言    8
2．2检测方法概述    9
2.3 原油温度对负压波波速的影响    10
2.4 负压波波速的确定    11
2.5  负压波强度传播规律    13
2.6 负压波检测中的误报警消除方法【13】    14
2.6.1管道运行工况识别    14
2.6.2 核实泄漏位置    15
第3章 管道泄漏检测系统总体设计及软硬件的实现    17
3.1 引言    16
3.2 系统的硬件设计    16
3.2.1设计思路    16
3.2.2 主要电路及相关元器件介绍    16
第4章 软件设计    38
4.1主程序原理图    37
4.2 主程序流程图    38
第5章 系统误差分析    45
第6章 结论    45
参考文献    47
附录1 专题    49
附录2 石油泄漏检测系统电路图    59
附录3 全部程序清单    60