基于超声导波微传感技术的油气管道在线监测技术

超声导波技术较传统的管道泄漏监测技术来说，可提供连续监测，且精度高、定位准，可监测管壁内部的腐蚀及裂缝等，漏警和虚警概率低，土方作业量小。目前超声导波管道产品的供应商，国外的有TW1公司旗下的Planet Integrity公司、Guided Ultrasonics公司、富士重工、韩国MKC公司等。这些产品基本都由探头套环和主机两部分组成，产品体积较大，功耗较高，而且价格为几十万美元。因此产品的定位为在线无损探伤检测设备，不适于永久固定在管道上。虽然Guided Ultrasonics公司的GPIMS定位为永久固定的监测产品，但其价格等因素导致其应用受限。因此，该技术还需要在增加监测有效距离、提高灵敏度、增强可编程度、微化设备、降低功耗和成本等方面加以提升，使其适于永久固定以便实现连续在线监测。

根据以上情况，美国斯坦福大学Alex Guo博士提出了超声导波微传感技术，即利用芯片技术将超声导波设备高度集成，并将传感器和远程数据处理相结合，从而满足永久固定和连续实时在线监测的需求。

应用超声导波微传感技术时，在被监测的管道关键段安装环状传感贴片，每个贴片上由一个专用芯片完成超声波的发送、接收、数据处理和控制等功能。芯片将数据传至一个无线接入点，并由无线接入点上传至云端集中处理。无线接入点还会为系统提供电源、时钟和控制信号。对于地下管道，将无线接入点置于地表，以实现无线传输，并易于维护。……