華北平原上的原油管道守望者

　　近年來我國原油泄漏事故頻仍，造成巨大經濟損失和環境污染，所以需要一個能夠及時發現并精確定位的監測系統。

The Solution:

　　針對原油在長距離傳輸過程中泄漏，導致損失的問題，天津大學基于NI LabVIEW 開發了一套實時性較好的監測系統。利用NI 硬件及LabVIEW 強大的信號處理函數，能夠及時而準確地定位泄漏點。目前這套系統已經成功地應用在勝利油田和華東輸油管理局等管線，并取得了可觀的經濟效益。

系統的總體構成示意圖

　　"在中國，原油泄漏的主要原因之一是人為，通常由偷油車造成。其特點是持續時間短、泄漏量較大，屬于突發事故，對此，天津大學采用了負壓力、流量聯合等判斷方法。他們使用LabVIEW 以及NI 采集卡平臺不間斷地采集壓力、流量等參數，監視管道運行狀況。"

　　原油泄漏，不僅造成了巨大的經濟損失，還嚴重地污染了河流、泥土等自然資源。然而，在綿延幾千公里的石油管道中，檢測出原油泄漏的位置并非易事。我們迫切需要的是提高對石油管道的監測能力，并且及時而準確地定位泄漏發生的位置，以便最大限度地減少損失和污染程度。

　　當前，對于管道檢測國際上已有各種成熟的技術，如壓力梯度法、超聲波檢測法等。然而國外的現成技術不能完全適應中國原油輸送的特點，而且價格昂貴。國內，天津大學等多家研究機構也在不斷研發適合中國的管道監測系統。

基于LabVIEW 實現實時監測系統

　　在中國，原油泄漏的主要原因之一是人為，通常由偷油車造成。其特點是持續時間短、泄漏量較大，屬于突發事故，對此，天津大學采用了負壓力、流量聯合等判斷方法。他們使用LabVIEW 以及NI 采集卡平臺不間斷地采集壓力、流量等參數，監視管道運行狀況。但由于工業現場存在不可避免的電磁干擾、輸油泵的振動等，因此采集到的信號序列附加了大量噪聲，如何從噪聲當中準確地提取出信號的特征點是定位的關鍵。

　　“首先，因為不同條件下的信號具有不同的特征，我們利用LabVIEW中豐富的信號處理函數對信號的特征作了深入的分析和預處理，使得系統能夠針對不同的信號做出相應的處理。然后，我們采用Signal Processing 軟件包里提供的小波分析的動態庫來捕捉壓力波變化的特征點，從而確定泄漏位置。由于管道全線長180 公里，我們采用電話網絡實現數據通信，各個子站的數據都可以實時傳到中心站，線路中斷能夠自動重新連接。主程序每一分鐘調用一次泄漏判斷子程序，該子程序綜合運用負壓波法、壓力梯度法和流量差法分析采集到的工況數據，判斷是否有泄漏發生。”

簡單易用、功能強大的LabVIEW 平臺

　　“作為虛擬儀器開發平臺，LabVIEW 在采集、分析、顯示等方面顯示出了強大的優勢。我們綜合運用了數字濾波、中值濾波、頻譜分析等信號處理函數，使用起來只需連連線;小波分析軟件包也為現場應用提供了很大的方便。我們僅用了兩個多月就在實驗室完成了全部程序的編寫，并很快實現了現場調試。”目前這套系統已經成功地安裝在臨盤- 濟南和滄州-臨邑的兩條管線上，并取得了不錯的成績。據統計，在勝利油田臨盤- 濟南管線，2001 年3、4月份，共監測到泄漏39 次，抓獲盜油車輛8 輛;在滄州- 臨邑管線，2001 年4、5 月份，共抓獲盜油車輛17輛，發現泄漏40多處，為國家挽回經濟損失數十萬元。

　　ni.com/labview/zhs

　　ni.com/signalprocessing