[0001] 本发明涉及监测设备技术领域，特别是涉及一种智能型次声波管道泄漏监测装置。

[0002] 管道泄漏监测系统即管道泄漏信息管理，是对液体（原油或其他液体）输送管道全天时分秒监测，一但管线发生穿孔泄漏，则监测系统可通过其信息管理系统及时报警，并定点定位地进行工程监控系统管理。管道泄漏监测系统的核心部件为管道泄漏监测仪，管道泄漏监测仪的主要功能是24小时不间断的实时接收和监控管道中的音波信号转化为通信信号，并通过通信电缆将音波信号实时传递给数据采集传输终端RTU。微弱信号的捕捉、放大和噪声的抑制是音波管道泄漏监测仪的关键。现有技术中的管道泄漏监测仪在微小泄漏孔径的情况下使用时，泄漏产生的微弱次声波信号，经过长距离传输进一步衰减，使信号的捕捉变得更加困难。

[0003] 本发明提供了一种智能型次声波管道泄漏监测装置。

[0004] 本发明提供了如下方案：

[0005] 一种智能型次声波管道泄漏监测装置，包括：

[0006] 依次电连接的压电声压膜片传感器、神经元运算电路以及信号传输电路；所述压电声压膜片传感器用于与流通介质直接接触以便接收流体介质的次声波信号；所述神经元运算电路用于对所述次声波信号通过预置的算法进行运算，判断信号背景噪声的强弱，以便完成监测装置的灵敏度调节；所述信号传输电路用于输出适合进行泄漏判断的信号。

[0007] 优选地：所述压电声压膜片传感器、神经元运算电路以及信号传输电路并封装于外壳内。

[0008] 优选地：所述外壳包括采用螺纹依次连接的第一壳体以及第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体连接处设置有O型硅胶橡胶圈。

[0009] 优选地：所述外壳内设置有第一安装基座，所述压电声压膜片传感器与所述第一安装基座相连，所述第一安装基座包括空腔，所述压电声压膜片传感器的压电声压膜片位于所述空腔内；所述空腔与流体介质引入通道相连。

[0010] 优选地：还包括管道连接件，所述管道连接件通过绝缘垫、绝缘体以及螺钉与所述第一安装基座相连；所述管道连接件以及所述绝缘垫各自中间内部均为中空结构形成所述流体介质引入通道。

[0011] 优选地：所述绝缘垫以及所述绝缘体均采用聚四氟乙烯材质制作而成。

[0012] 优选地：所述绝缘体与所述第一壳体连接处设置有O型全氟醚橡胶圈，所述绝缘垫与所述管道连接件以及第一安装基座各自连接处均设置有O型全氟醚橡胶圈。

[0013] 优选地：还包括第二安装基座，所述第二安装基座套装于所述第一安装基座外部，所述神经元运算电路以及信号传输电路通过安装支柱与所述第二安装基座相连。

[0014] 优选地：还包括与所述外壳相连的电气接口，所述电气接口内部设置有防爆航空接头，所述防爆航空接头连接有信号输出电缆。

[0015] 优选地：所述压电声压膜片传感器包括传感器外壳，所述传感器外壳底部粘贴有压电声压膜片，中间灌注有硅胶，所述硅胶用于将压电声压膜片的两极引出所述传感器外壳。

[0016] 根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

[0017] 通过本发明，可以实现一种智能型次声波管道泄漏监测装置，在一种实现方式下，该装置可以包括依次电连接的压电声压膜片传感器、神经元运算电路以及信号传输电路；所述压电声压膜片传感器用于与流通介质直接接触以便接收流体介质的次声波信号；所述神经元运算电路用于对所述次声波信号通过预置的算法进行运算，判断信号背景噪声的强弱，以便完成监测装置的灵敏度调节；所述信号传输电路用于输出适合进行泄漏判断的信号。本申请提供的智能型次声波管道泄漏监测装置，使用特殊的设计结构和材料，以及带有神经元计算的运算电路，将接收到的微弱次声波通过人工智能AI算法进行运算，判断信号背景噪声的强弱，完成监测仪的灵敏度调节，输出适合于泄漏判断合适信号；并且通过特殊的结构设计，使该装置拥有非常强的抗干扰性，有效的解决了微弱信号的捕捉、放大和噪声抑制的问题。

[0018] 当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明

[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0020] 图1是本发明实施例提供的一种智能型次声波管道泄漏监测装置的结构示意图；

[0021] 图2是本发明实施例提供的神经元运算电路原理图。

[0022] 图中：1‑信号输出电缆、2‑组合垫圈、3‑电气接口、4‑防爆航空接头、5‑O型硅胶橡胶圈、6‑第二壳体、7‑神经元运算电路以及信号传输电路、8‑ O型硅胶橡胶圈、9‑第一壳体、10‑传输电缆、11‑安装支柱、12‑压电声压膜片传感器、13‑第一安装基座、14‑第二安装基座、15‑螺钉、16‑不锈钢垫圈、17‑O型全氟醚橡胶圈、18‑O型全氟醚橡胶圈、19‑绝缘体、20‑绝缘垫、21‑ O型全氟醚橡胶圈、22‑管道连接件。

[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例

[0024] 参见图1、图2，为本发明实施例提供的一种智能型次声波管道泄漏监测装置，如图1、图2所示，该装置包括依次电连接的压电声压膜片传感器12、神经元运算电路以及信号传输电路7；所述压电声压膜片传感器12用于与流通介质直接接触以便接收流体介质的次声波信号；所述神经元运算电路用于对所述次声波信号通过预置的算法进行运算，判断信号背景噪声的强弱，以便完成监测装置的灵敏度调节；所述信号传输电路用于输出适合进行泄漏判断的信号。

[0025] 进一步的，所述压电声压膜片传感器、神经元运算电路以及信号传输电路并封装于外壳内。所述外壳包括采用螺纹依次连接的第一壳体9以及第二壳体6，所述第一壳体与9所述第二壳体6连接处设置有O型硅胶橡胶圈8。所述外壳内设置有第一安装基座13，所述压电声压膜片传感器12与所述第一安装基座13相连，所述第一安装基座13包括空腔，所述压电声压膜片传感器12的压电声压膜片位于所述空腔内；所述空腔与流体介质引入通道相连。还包括管道连接件22，所述管道连接件22通过绝缘垫20、绝缘体19以及螺钉15与所述第一安装基座13相连；所述管道连接件22以及所述绝缘垫20各自中间内部均为中空结构形成所述流体介质引入通道。所述绝缘垫20以及所述绝缘体19均采用聚四氟乙烯材质制作而成。所述绝缘体19与所述第一壳体9连接处设置有O型全氟醚橡胶圈18，所述绝缘垫20与所述管道连接件22以及第一安装基座13各自连接处均设置有O型全氟醚橡胶圈17、21。

[0026] 进一步的，还包括第二安装基座14，所述第二安装基座14套装与所述第一安装基座13外部，所述神经元运算电路以及信号传输电路7通过安装支柱11与所述第二安装基座14相连。还包括与所述外壳相连的电气接口3，所述电气接口3内部设置有防爆航空接头4，所述防爆航空接头4连接有信号输出电缆1。

[0027] 所述压电声压膜片传感器包括传感器外壳，所述传感器外壳底部粘贴有压电声压膜片，中间灌注有硅胶，所述硅胶用于将压电声压膜片的两极引出所述传感器外壳。

[0028] 整个监测仪除了绝缘体和密封部分，全部采用316L不锈钢，起到防锈和抗腐蚀性的作用，图中管道连接件22部分为外部采用1/2NPT螺纹，用来安装在检测管道上，中间内部为空心设计，主要是保证管道中的流体介质和监测仪的压电声压膜片直接接触，O型全氟醚橡胶圈21，起到密封作用，采用全氟醚橡胶圈主要是提高抗腐蚀性，延长监测仪的使用寿命，使管道中的流体介质只和压电声压膜片接触，而不渗漏到监测仪的其他部分，绝缘垫20为绝缘垫和绝缘体19共同组成强绝缘体，采用聚四氟乙烯材料，中间空心设计，压电声压膜片直接接触，管道连接件22部分通过管道引入的外部干扰和强电压，提高监测仪的抗干扰性，采用聚四氟乙烯材料，还有一个作用就是抗腐蚀性，由于他们直接和管道中的介质接触，而有些介质具有强腐蚀性，空心设计主要是为了管道中的介质和监测仪的压电声压膜片直接接触，18、17部分和监测仪21部分一样，结构为O型全氟醚橡胶圈，起到密封和抗腐蚀性的作用，监测仪16部分为316L不锈钢垫圈，主要作用是用来保护绝缘体19部分聚四氟乙烯绝缘体，空心设计的作用主要是为了管道中的介质和监测仪的压电声压膜片直接接触，螺钉15部分为4根M5规格316L不锈钢螺钉，他的主要是作用是通过螺钉将监测仪的螺钉22、O型全氟醚橡胶圈21、绝缘垫20、绝缘体19、O型全氟醚橡胶圈18、O型全氟醚橡胶圈17、不锈钢垫圈16部通过4根螺钉压紧固定起来，使以上结构浑然一体，起到密封和抗干扰的作用，第二安装基座14为监测仪神经元运算电路安装底座，用来固定监测仪神经元运算电路和信号传输电路，第一安装基座13为压电声压膜片传感器安装底座，为316L不锈钢M14*1螺纹设计，压电声压膜片传感器12部分为压电声压膜片传感器，传感器采用外壳采用316L不锈钢结构，壳体底部粘贴PVDF压电薄膜材料，中间灌注硅胶，将压电薄膜的两极通过硅胶引出外壳，传感器外壳整体为地，正极采用M5‑KYD插座引出壳体，压电声压膜片传感器11部分为神经元运算电路的安装支柱，采用M3的铜柱支撑，压电声压膜片传感器10部分为压电声压膜片传感器与神经元运算电路之间的传输电缆，采用的是镀金M5绝缘高频线，保证信号高质量的传输，第一壳体9部分为传感器下半部分壳体，采用316L不锈钢材料，O型硅胶橡胶圈8部分为O型硅胶橡胶圈，主要起监测仪下半部分和上半部分的密封作用，壳体上半部分和下半部分采用螺纹连接，神经元运算电路以及信号传输电路7部分为检测仪的大脑，是神经元运算电路和信号传输电路，次声波信号经过监测仪7部分进行运算和处理后将有效信号输出（后面将进行详细描述），第二壳体6部分为整个传感器的上半部分壳体，O型硅胶橡胶圈5部分为O型硅胶橡胶圈，防爆航空接头4部分为防爆航空接头，起到密封和防爆功能的设计，电气接口3部分为电气接口，采用G3/4螺纹连接，组合垫圈2部分为组合垫圈，起到电气接口密封作用，信号输出电缆1部分为信号输出电缆，用来传输信号。

[0029] 该智能型次声波管道泄漏监测装置将收到的次声波信号以电荷的信号传递给电荷信号调理模块，电荷信号调理模块对电荷信号初步处理后，变成神经元运算电路可识别的信号，传递给你神经元运算电路，神经元运算电路通过运算识别后，将结果反馈给电荷信号调理模块，电荷信号调理模块根据反馈结果，实时调节监测仪的灵敏度，将有效信号传递给信号传输电路，由信号输出电路将信号传递给你上位机，上位机对信号进一步进行判别后，将计算结果传递给信号传输电路，由信号传输电路将信号反馈给神经元运算电路，由神经元运算电路根据上位机反馈的结果判断是否再次调节监测仪灵敏度，别对信号有效特征进行自学习，通过这样周而复返的判断、识别、学习，该装置神经元运算电路将形成一套适合于这条管段的判断算法，完成仪表智能化进程。

[0030] 本申请提供的智能型次声波管道泄漏监测装置，使用特殊的设计结构和材料，以及带有神经元计算的运算电路，将接收到的微弱次声波通过人工智能AI算法进行运算，判断信号背景噪声的强弱，完成监测仪的灵敏度调节，输出适合于泄漏判断合适信号；并且通过特殊的结构设计，使该装置拥有非常强的抗干扰性，有效的解决了微弱信号的捕捉、放大和噪声抑制的问题。

[0031] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0032] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。