如何使用物聯(lián)網(wǎng)傳感器來(lái)改進(jìn)管道監(jiān)控？

技術(shù)創(chuàng)新有助于提供更有效的管道監(jiān)控解決方案。物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 技術(shù)將會(huì)對(duì)管道的監(jiān)控方式產(chǎn)生重大影響。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器與傳統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)協(xié)同工作，可以了解管道損壞的程度和具體位置。這可以加快故障排除過(guò)程的速度，并最大程度地減少泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

物聯(lián)網(wǎng)傳感器使管道行業(yè)更有效地檢測(cè)和查明管道泄漏成為可能。那么如何使用物聯(lián)網(wǎng)傳感器來(lái)改進(jìn)管道監(jiān)控？

僅在美國(guó)，管道運(yùn)營(yíng)商就維護(hù)著約300萬(wàn)公里的天然氣輸送干線和管道。這些管道通常穿越偏遠(yuǎn)的荒野、埋設(shè)在地形復(fù)雜的地區(qū)或在水底。雖然像數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）系統(tǒng)這樣的傳統(tǒng)監(jiān)控工具可能很有效，但它們也有明顯的缺點(diǎn)。

美國(guó)的供水基礎(chǔ)設(shè)施由大約 220 萬(wàn)公里的管道組成，由于位置和環(huán)境的原因難以監(jiān)控。技術(shù)創(chuàng)新有助于提供更有效的管道監(jiān)控解決方案。物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 技術(shù)將會(huì)對(duì)管道的監(jiān)控方式產(chǎn)生重大影響。為什么物聯(lián)網(wǎng)是新型智能管道監(jiān)控的基礎(chǔ)技術(shù)？

01

擴(kuò)展泄漏檢測(cè)系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)傳感器擴(kuò)展了現(xiàn)有的管道遙測(cè)系統(tǒng)，例如通過(guò)壓力和流量分析監(jiān)控泄漏的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）網(wǎng)絡(luò)。通常由太陽(yáng)能電池板供電的低功耗物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以捕獲各種運(yùn)行變量。

這些傳感器可以為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）系統(tǒng)的內(nèi)部管道監(jiān)控提供外部監(jiān)控補(bǔ)充。像聲學(xué)或超聲波傳感器這樣的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以偵聽異常聲波，這些聲波可能暗示泄漏或裂紋的生成和擴(kuò)展。

甲烷氣體檢測(cè)器提供了一種更直接的泄漏檢測(cè)方法。甲烷含量異常會(huì)觸發(fā)警報(bào)，幫助管道運(yùn)營(yíng)商確定泄漏位置。

管道運(yùn)營(yíng)商可以采用傳感器集群改進(jìn)泄漏檢測(cè)，并消除內(nèi)部壓力傳感器有時(shí)可能產(chǎn)生的誤報(bào)。

02

對(duì)故障排除和管道修復(fù)進(jìn)行改進(jìn)

跟蹤管道壓力的系統(tǒng)可以告知是否存在泄漏，但它可能無(wú)法幫助運(yùn)營(yíng)人員確定其確切位置。由于管道維修團(tuán)隊(duì)必須一一排查管道以查找泄漏，因此缺乏準(zhǔn)確性可能會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間。

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器與傳統(tǒng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)協(xié)同工作，可以了解管道損壞的程度和具體位置。這可以加快故障排除過(guò)程的速度，并最大程度地減少泄漏風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)包括停機(jī)時(shí)間、氣體損失、潛在的環(huán)境破壞。

對(duì)聲波傳感器檢測(cè)到的異常聲波的分析可能表明管道的螺紋有可能磨損。有了這些信息，管道技術(shù)人員可以優(yōu)先進(jìn)行目視檢查，有可能幫助他們發(fā)現(xiàn)管道螺紋損壞。

使用聲波發(fā)射傳感器，超聲波和聲傳感器的相對(duì)位置誤差可以低至1%，同時(shí)也可覆蓋80米長(zhǎng)的管道。

對(duì)在管道泄漏檢測(cè)中使用壓電聲傳感器的研究還發(fā)現(xiàn)，它們?cè)跈z測(cè)瞬態(tài)和連續(xù)泄漏方面都很有效。無(wú)論泄漏類型如何，這些傳感器都可以幫助維修團(tuán)隊(duì)確定泄漏位置。

03

泄漏預(yù)測(cè)和改進(jìn)的趨勢(shì)預(yù)測(cè)

更好的泄漏數(shù)據(jù)可以改進(jìn)預(yù)測(cè)模型。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的速度和規(guī)?？梢詾樾碌念A(yù)測(cè)和趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型提供基礎(chǔ)，這些模型可以識(shí)別可能導(dǎo)致管道故障的行為和事件。

大數(shù)據(jù)分析解決方案可以分析從一組物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集的數(shù)據(jù)。可以分析實(shí)時(shí)和歷史傳感器數(shù)據(jù)，以發(fā)現(xiàn)故障事件中的新模式。這些可以幫助管道運(yùn)營(yíng)商建立更有效的預(yù)測(cè)模型，并提供更早的泄漏和損壞檢測(cè)。

這種應(yīng)用類似于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最常見的應(yīng)用之一——管道中的預(yù)測(cè)性維護(hù)。它使用來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)傳感器的操作數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)機(jī)器故障或異常行為。

結(jié)合來(lái)自其他來(lái)源的數(shù)據(jù)（如環(huán)境、天氣和來(lái)自其他管道系統(tǒng)的信息），這些分析模型可以進(jìn)一步改進(jìn)，提供有關(guān)故障和泄漏原因的新見解。

長(zhǎng)期數(shù)據(jù)和分析可以幫助管道運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建更有效的戰(zhàn)略監(jiān)控策略。其洞察力可能會(huì)發(fā)現(xiàn)遙測(cè)中的盲點(diǎn)或幫助管道運(yùn)營(yíng)商開創(chuàng)新的監(jiān)控方法。

04

為自主和自我優(yōu)化的管道管理奠定基礎(chǔ)

在不久的將來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)傳感器和遙控器可能有助于構(gòu)建自我優(yōu)化的管道管理系統(tǒng)。

人工智能和物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的管道管理系統(tǒng)可以將傳統(tǒng)管道泄漏報(bào)告過(guò)程中的大部分或所有步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。這包括警告管道運(yùn)營(yíng)人員、打開或關(guān)閉閥門、通知維修部門以及派遣技術(shù)人員到故障點(diǎn)。

物聯(lián)網(wǎng)控制的管道閥門和終端以及其他技術(shù)允許遠(yuǎn)程控制關(guān)鍵管道基礎(chǔ)設(shè)施。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)傳感器，這些控制措施使管道系統(tǒng)能夠有效地自我監(jiān)控和管理，并且根據(jù)需要調(diào)整氣體流量，以最大限度地減少損壞或泄漏的影響。

隨著時(shí)間的推移，新的信息可以回饋到管道管理系統(tǒng)。通過(guò)引入緊急事件數(shù)據(jù)，可以進(jìn)一步優(yōu)化響應(yīng)，并構(gòu)建更有效的管道泄漏管理系統(tǒng)。

這些數(shù)據(jù)還可用于工程和規(guī)劃新管道，幫助優(yōu)化設(shè)計(jì)以降低泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改進(jìn)管道監(jiān)控和管理

連接互聯(lián)網(wǎng)的傳感器可用于創(chuàng)建新的智能管道監(jiān)控解決方案。這些解決方案可以擴(kuò)展更多傳統(tǒng)技術(shù)（如 SCADA）的功能，還可以提高泄漏預(yù)測(cè)和管道維護(hù)算法的質(zhì)量。遠(yuǎn)程控制的閥門和主管道可以讓管道管理系統(tǒng)根據(jù)泄漏的可能性自動(dòng)調(diào)整管道運(yùn)行。最終，將物聯(lián)網(wǎng)納入這些流程可以減少故障，并提高效率。

編輯：jq