李 宏 申瑞琦

(东北石油大学电气信息工程学院，黑龙江 大庆 163318)

管道泄漏检测技术是保障管道安全生产的重要手段。进入21世纪以来，管道运输和管道安全已经成为社会和经济的发展命脉。因此也对管道泄漏检测提出了提高定位精度、检测小泄漏信号及降低误报警率等新的更高的要求，也出现了多种检测方法[1,2]。

声波检测法[3]与传统的负压波法、质量/体积平衡法及瞬态模型法等相比具有灵敏度高、定位精度高、误报率低、维护费用低及适应性强等优点。供热管道发生泄漏时，管内热水与管壁进行大幅摩擦从而使管壁发生振动，这就为声波检测法提供了应用环境[4]。

1 次声波检测与泄漏点定位原理①

次声波又称亚声波，具有能量大、不易损失及易于接收等优点，传播距离也比一般的声波、光波和无线电波远。当管道发生泄漏时，管内流体在压力作用下喷射而出，并与弹性体管壁摩擦进而产生振动[5]。这种振动作用包括3种振动作用，即横、纵和环振动，继而产生3种振动波——横波、纵波和表面波。

当管道发生泄漏时会产生次声波信号，由于质点振动方向不同，产生的次声波信号也不同。横波质点的振动方向垂直于其传播方向；纵波质点的振动方向平行于传播方向；表面波存在于固体的自由界面上。依据Fluggle原理[6]、无限长圆环薄壁管道横振、纵振和圆环振动的频率传播方程可得到横波、纵波和表面波的传播速度：

式中V——振动方向波速，m/s；

VL——纵波波速，m/s；……