图2.3 湿式音波传感器和压力传感器的安装方式
信号调理模块：
经过长距离传输后，管道泄漏产生的音波信号衰减较大。信号调理模块将对音波信号进行调理，提取有效音波信号，并传递给ACU，同时对传感器的工作状态进行实时监控，一旦出现异常，也会在第一时间将故障信息传递给ACU，保证系统的正常工作状态。 GPS：
GPS同步是系统精确定位的重要手段，为了保证ACU采集的同步性，每个站点都需要安装GPS来实现同步的数据采集，GPS天线需要安装在每个站点的ACU室屋顶，无遮挡的高处，高于屋顶0.5米以上。通过GPS获取精准的时间，便于对各监控节点进行精确时间同步。GPS时间同步设备采用高输出精度的GPS接收机（±100ns）来实现。 低功耗ACU：
低功耗ACU安装在管道沿线的站场或者阀室。并配套蓄电池组和太阳能充电系统、电源线、信号线、GPS馈线、GPS避雷器、浪涌保护器等使用，将现场传感器采集到的信号通过ACU运行采集的程序，利用采集卡把音波信号转换为数字信号，并通过通信网络传送给泄漏监测服务器，整个ACU采用蓄电池组和太阳能充电系统进行供电，功率5W~10W。低功耗ACU的通讯通常采用4G/3G/GPRS的方式。
图2.3 低功耗ACU方案
2.6.2 iSafe-RTU终端 iSafe-RTU终端主要功能是实时采集多通道的压力信号，并通过Modbus总线或OPC服务将压力数据传输到泄漏监测服务器，安放在站场或者阀室、控制室。iSafe-RTU需要通过GPS授时模块进行分布式的数据同步。iSafe-RTU终端包括压力传感器、GPS和RTU等部件。
2.6.3 泄漏监测服务器 iSafe管道泄漏监测系统服务器主要功能列表如下： ? 泄漏检测及定位；
? 对音波数据进行接收并实时显示； ? 对音波信号进行实时分析； ? 历史数据分析； ? 配置管道信息； ? 对数据进行存储。
泄漏监测服务器由硬件和软件组成，硬件一般使用高性价比、高稳定性的PC服务器，软件是拥有自主知识产权的管道泄漏监测软件。
系统硬件要求处理器为至强2.0GHz以上CPU，内存大于4GB，单块硬盘容量大于600GB。
该服务器主要完成将不同地点的ACU数据进行汇聚，系统软件与ACU通信，建立并维护各ACU的通讯信道；利用各GPS时钟信号对其发送的数据进行精确时间同步。系统软件可从SCADA系统获取流量、压力、在线密度等参数，以进一步提高系统可靠性，降低误报率。系统软件处理和识别各ACU的音波数据，判断管道是否发生泄漏。依据管网的拓扑结构以及音波信号到达各ACU的时间差，计算泄漏位置。
系统软件保存各个ACU传送来的原始数据以及中间数据，以便进一步分析处理。管道泄漏发生的时间、地点等关键信息保存在数据库中，程序重新启动后泄漏信息仍然保留。
泄漏监测系统软件运行人机界面，人机界面显示管道走向，在管道上显示安装ACU的监控节点位置。发生泄漏时，系统发出声音报警，并在管道泄漏的位置显示泄漏图标，同时在监控画面的泄漏信息栏上标明泄漏时刻、泄漏位置等信
息。
系统软件具有自动诊断功能，能够对断电自启动，通信链路、声波采集、GPS等模块进行自动诊断、报警、提示。人机界面可查看系统的具体参数，如果系统工作不正常可以发现出错部位及原因。
2.6.4 通讯系统 iSafe管道泄漏监测系统使用计算机网络进行通信。ACU的音波数据通过通讯网络传送到泄漏监测服务器，监控终端与泄漏监测服务器也通过通讯网络相连接。
iSafe管道泄漏监测系统通常直接使用管道SCADA系统现有的通信网络。为保证网络通信可靠性，建议系统通信使用已有光纤网络。如果管道没有通信网络，需要另购网络设备，通过ADSL\\3G等方式组建计算机网络。ACU与服务器之间传送的数据已经过加密，可以通过公网传输。另外系统有严格的数据完整检查和出错重传机制，保证每条数据都准确可靠地传递，在网络环境恶劣情况下能正常工作。
2.7 系统数据框架 2.8 系统集成应用
iSafe管道泄漏监测系统与SCADA系统、人机界面及其他第三方软件采用OPC标准进行通信。
iSafe管道泄漏监测系统可以通过OPC接口从SCADA系统获取压力、温度和流量等数据，以进一步提高系统可靠性，降低误报率。
iSafe管道泄漏监测系统通过OPC接口向人机界面软件，如Citect, IFix和Labview等提供系统运行状态，管道泄漏报警灯信息。用户在人机界面的各种操作也通过OPC接口传递给iSafe管道泄漏监测系统核心模块。
iSafe管道泄漏监测系统支持通过OPC接口与其他系统进行通信，具有高度的灵活性。这些系统包括：三参数法管道泄漏监测系统、模拟仿真系统、管壁声波预警系统、管道光纤预警系统、视频监控系统等。
三、实施方案
3.1 系统部署环境要求
在油气安全泄漏监测系统方案确定后，需要对系统所在安装区域进行现场考察，经过对以往很多项目的现场考察结果来看，一般安装仪器设备的区域现场环境都比较复杂；且每个项目的现场实施和工程方案都具有唯一性，所以只能主要归纳油气安全泄漏监测系统现场施工方案的主体设备的安装，主体设备的安装包含以下四个主要设备的安装。
具体内容如下： 1、ACU的安装方案； 2、传感器安装方案； 3、GPS安装方案；
4、泄漏监测服务器的安装方案；
经客户确认的下列数据和图纸，均为设计的基本依据：
1）相关管道的基础数据，包括：管道长度、管径、运行压力、流量范围以及其他相关数据。
2）相关站场的工艺布置图 3）相关站场的供电原理图 4）相关站场的工艺流程图
5）相关站场的建筑平面布置与电缆敷设图 6）相关站场的机柜典型安装示意图 7）相关站场的PLC机柜、端子接线图 8）相关站场的变送器安装示意图 9）相关站场的GPS天线安装示意图
3.2 硬件产品规格说明
3.2.1 声学监控终端ACU主机的产品规格如下： 产品名称 iSafe-ACU2000-Dn（n表示拥有该ACU拥有n通道模拟输入）