54、工业中无线传感器检测流体泄漏的集成应用

工业中无线传感器检测流体泄漏的集成应用

1. 引言

在工业领域，管道泄漏问题可能会导致严重的安全事故和经济损失。例如，在印度，2014 - 2019 年间，工业事故造成了超过 6300 人死亡，51000 多人受伤，其中很多事故是由于未能及时发现如管道泄漏等问题。

管道主要分为直管和弯头两种类型，弯头常见的有 45°、90°和 180°弯。与直管相比，弯头更容易受到腐蚀和侵蚀，因为流体在管道中流动时，直管中的流速通常大于弯头处的流速，而弯头处产生的压力通常比直管更大，且管道外曲率处的压力远大于内曲率处的压力。综合考虑腐蚀、侵蚀、流速和压力等因素，弯头比直管更容易发生泄漏。

常见的泄漏检测方法有两种：
- 声学噪声相关法 ：利用泄漏流体的声音或噪声来检测泄漏。但该方法存在一定局限性，声音会随着与泄漏点距离的增加而大幅衰减，特别是在大管道中，而且周围环境的噪声可能会干扰泄漏噪声，导致误报。
- 压力点分析法 ：持续监测流体的压力，当发生泄漏时，压力会突然变化。该方法常用于燃气和石油管道系统，且不受周围环境的影响。

2. 相关研究概述

• 数据集成技术 ：随着物联网中智能对象及其应用的快速增长，对无线传感器技术的兴趣也在增加。传感器节点在将最终数据传输到中央站之前，会忽略相邻节点接收到的不必要信息。RFID 系统、NFC 和 Wi - Fi 通信的快速发展促进了物联网系统的发展，但国际通信联盟面临着数据不一致和数据安全等挑战。
• 气体泄漏检测与定位技术