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            物聯網開發

            物聯網解決方案:智能管道監控

              僅在美國,管道運營商就維護著約300萬英里的天然氣分配干線和管道。它們經常穿過偏遠的曠野,難以到達的地形或深水水下。盡管傳統的監視工具(如SCADA系統)可以有效,但它們也具有明顯的弱點。


              美國的水基礎設施的長度相似,由大約220萬英里的管道組成,由于位置而可能難以監控。創新正在幫助提供更有效的管道監控解決方案。物聯網(IoT)設備可能會對管道的監控方式產生重大影響。為什么物聯網是新型智能管道監控的基礎?


            智能管道監控


              1.改進的故障排除和管道維修


              跟蹤管道壓力的系統可以告訴您是否存在泄漏,但是它可能無法幫助操作員查明其確切位置。由于管道維修團隊必須梳理管道的某個區域以尋找泄漏,因此缺乏準確性會導致寶貴的時間損失。


              與傳統的泄漏檢測系統協同工作的IoT智能傳感器可以傳達管道損壞的程度和具體位置。這樣可以加快故障排除過程的速度,并最大程度地減少隨之而來的泄漏風險-停機時間,氣體損失和潛在的環境破壞。


              由聲學傳感器檢測到的異常聲波的分析可能表明,在管段的銷或盒端上有磨損。有了這些信息,管道技術人員可以優先進行視覺螺紋檢查,從而有可能幫助他們發現管道螺紋的損壞。


              使用一對聲發射傳感器時,使用超聲波和聲傳感器的相對位置誤差可低至1%,同時還可覆蓋長達80米的管道長度。


              對在管道泄漏檢測中使用壓電聲學傳感器的研究也發現它們在檢測瞬時泄漏和連續泄漏方面均有效。無論泄漏類型如何,這些傳感器都可以幫助維修團隊查明位置。


              2.擴展的泄漏檢測系統


              物聯網傳感器擴展了現有的管道遙測系統,例如可通過壓力和流量分析監控泄漏的SCADA網絡。通常由太陽能電池板附件供電的低功率IoT傳感器可以捕獲各種操作變量。


              這些傳感器可以為SCADA系統的內部管道監控提供外部監控補充。諸如聲學或超聲波傳感器之類的IoT設備可以偵聽異常聲波,這些聲波可能表明存在泄漏或裂紋的開始和發展。


              甲烷氣體檢測器提供了一種更直接的泄漏檢測手段。甲烷含量異常會觸發管道操作員警報,幫助他們查明泄漏的位置。


              定期張貼足夠大的傳感器可以改善泄漏檢測并消除內部壓力傳感器有時可能產生的誤報。


              3.為自主和自我優化的管道管理奠定基礎


              在不久的將來,物聯網傳感器和遠程控制可能會幫助構建自我優化的管道管理系統。


              基于AI和IoT的管道管理系統可以自動化傳統管道泄漏報告流程中的大多數或所有步驟。這包括警告管道操作員,打開或關閉閥門,通知政府機構以及將技術人員派遣到故障點。


              物聯網控制的管道閥門和終端以及其他技術允許對關鍵管道基礎設施進行遠程控制。這些控件與IoT傳感器結合使用,使管道系統能夠有效地進行自我監控和管理,并根據需要調整氣流,以最大程度地減少損壞或泄漏的影響。


              隨著時間的流逝,新信息可以循環回到系統中。通過引入緊急事件中的數據,系統可以進一步優化響應并構建更有效的管道泄漏管理系統。


              該數據還可用于工程設計和規劃新管道,從而有助于優化設計以降低泄漏風險。


              4.泄漏預測和改進的趨勢預測


              更好的泄漏數據可以改善預測模型。物聯網數據的速度和規??梢詾樾碌念A測和趨勢預測模型提供基礎,這些模型可以識別可能導致管道故障的動作和事件。


              可以通過大數據分析解決方案分析從一組IoT傳感器收集的數據。實時和歷史傳感器數據均可進行分析,以發現故障事件中的新模式。這些可以幫助管道運營商建立更有效的預測模型,從而更早地發現泄漏和損壞。


              此應用程序類似于管道中的預測性維護,這是IoT技術最常見的應用程序之一。它使用來自IoT傳感器的運行數據來預測機器故障或異常行為。


              結合其他來源的數據(例如環境,天氣和其他管道系統的信息),可以進一步改善這些分析模型,從而提供有關故障和泄漏原因的新見解。


              長期數據和分析可以幫助管道運營商構建更有效的戰略監控策略。洞察力可能會發現遙測中的盲點,或幫助運營商開創監控新方法。


              使用物聯網技術改善管道監控和管理


              連接互聯網的傳感器可用于創建新的智能管道監控解決方案。這些解決方案可以擴展更多常規技術(如SCADA)的功能,還可以提高泄漏預測和管道維護算法的質量。遠程控制的閥門和總管可以使系統根據泄漏的可能性自動調節管道的運行。最終,將物聯網納入這些流程可以減少故障并提高效率。


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