毫米波雷達(dá)檢測(cè)是一種利用30~300 GHz頻段的毫米波進(jìn)行無(wú)線電波探測(cè)的雷達(dá)技術(shù)。相較于傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)，毫米波雷達(dá)具有更高的分辨率和更強(qiáng)的穿透力，可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行更為精確地探測(cè)和識(shí)別。由于甲烷密度比空氣密度要小，故毫米級(jí)雷達(dá)系統(tǒng)可利用甲烷/空氣密度差進(jìn)行甲烷泄漏的檢測(cè)。

毫米波雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)包括高分辨率攝像機(jī)、攝影跟蹤儀、識(shí)別系統(tǒng)和毫米波檢測(cè)器等。

熱成像法是利用紅外探測(cè)器和光學(xué)成像物鏡，接收被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形，并反映在紅外探測(cè)器的光敏元件上從而獲得紅外熱像圖，可用于檢測(cè)管線上的介質(zhì)熱輻射變化。當(dāng)介質(zhì)流體發(fā)生泄漏進(jìn)而出現(xiàn)噴射時(shí)，流體會(huì)引起周?chē)寥罍囟茸兓Ｒ虼?，該方法可借助移?dòng)交通工具，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離管線泄漏檢測(cè)。

目前，具有代表性的熱成像設(shè)備包括技術(shù)公司研制的氣體視覺(jué)成像儀。成像光譜法是一種應(yīng)用于光譜分析的成像技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的光譜分析技術(shù)主要關(guān)注光的頻率或波長(zhǎng)分布，成像光譜法可以同時(shí)提供光譜信息和空間位置信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體或樣品的成像分析。

根據(jù)光譜波段數(shù)的不同，光譜成像技術(shù)可分成多波段成像技術(shù)與高光譜成像技術(shù)，也分為吸收模式和放射模式。多波長(zhǎng)放射技術(shù)認(rèn)為泄漏氣體溫度比周?chē)諝獾臏囟纫?，多波長(zhǎng)吸收技術(shù)利用背景輻射可直接用于天然氣濃度測(cè)量。

聲波法是利用聲波在不同介質(zhì)中傳播速度不同的特性，通過(guò)檢測(cè)管內(nèi)介質(zhì)泄漏傳播產(chǎn)生的聲波信號(hào)，用于泄漏分析與泄漏點(diǎn)定位，此方法的關(guān)鍵是聲波傳播速度的準(zhǔn)確性。

此外，對(duì)于聲波檢測(cè)信號(hào)，如何選擇有效的濾波降噪方法，是該方法的研究重點(diǎn)。

由于以壓力波與聲波為代表的彈性波在天然氣中比在油中的傳播速度小，所以氣體管道的泄漏檢測(cè)比油管泄漏的檢測(cè)精度高。
聲發(fā)射技術(shù)具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、非接觸檢測(cè)、定位精度高等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于管網(wǎng)系統(tǒng)泄漏的定位。

聲發(fā)射是指材料局部因能量的快速釋放而發(fā)出瞬態(tài)彈性波的現(xiàn)象。流體噪聲和結(jié)構(gòu)變形聲發(fā)射是聲發(fā)射泄漏檢測(cè)的主要影響因素。當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏點(diǎn)產(chǎn)生的噪聲通過(guò)傳播被聲音傳感器所捕獲放大，再通過(guò)信號(hào)算法將噪聲轉(zhuǎn)化為全波形式來(lái)定位泄漏源。

此技術(shù)適合于低流速與低壓管道泄漏檢測(cè)。泄漏信號(hào)的時(shí)差定位技術(shù)是聲發(fā)射泄漏檢測(cè)技術(shù)研究的熱點(diǎn)，可以較為準(zhǔn)確地確定泄漏源位置。

然而，仍有以下兩個(gè)問(wèn)題需要深入研究：管道泄漏產(chǎn)生的聲發(fā)射應(yīng)力在傳播過(guò)程中存在頻散現(xiàn)象；管網(wǎng)泄漏檢測(cè)成本與精度之間的矛盾。
當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，氣體通過(guò)泄漏孔產(chǎn)生渦流，且超聲波在交界面處發(fā)生反射，導(dǎo)致波形發(fā)生轉(zhuǎn)換與交互干擾，而通過(guò)超聲波檢測(cè)儀能夠識(shí)別超聲波，并用于泄漏分析。

根據(jù)管道超聲波檢測(cè)儀器的不同，可分為模擬單波與多模式導(dǎo)波法。此方法可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、響應(yīng)快速，并具有高靈敏度，可用于長(zhǎng)距離油氣管線，節(jié)約檢測(cè)時(shí)間、縮短工作強(qiáng)度，并且能夠檢測(cè)管道截面缺陷。

當(dāng)管道發(fā)生泄漏，管內(nèi)流體受到干擾從而接收壓力傳感器發(fā)生明顯變化時(shí)，可通過(guò)檢測(cè)泄漏點(diǎn)與壓力變化的關(guān)系，來(lái)確定泄漏點(diǎn)位置。

聲吶技術(shù)利用自身裝置向水中發(fā)射聲波，通過(guò)接收反射回波來(lái)確定泄漏點(diǎn)，距離可通過(guò)發(fā)射脈沖和回波到達(dá)的時(shí)間差進(jìn)行測(cè)算，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)聲吶軟件處理后可形成管道的截面圖，并以此準(zhǔn)確判斷管徑和泄漏點(diǎn)等管道情況。

聲吶可采用快速、高帶寬超聲脈沖對(duì)水中遇到的障礙物進(jìn)行回聲檢測(cè)。一旦發(fā)生管道泄漏，系統(tǒng)將自動(dòng)產(chǎn)生視覺(jué)/聽(tīng)覺(jué)警報(bào)，并可通過(guò)監(jiān)測(cè)儀顯示泄漏狀況與位置。
分布式光纖檢測(cè)法以光纖為傳感敏感元件和傳輸信號(hào)介質(zhì)，對(duì)沿線管道的溫度變化進(jìn)行檢測(cè)。
管道發(fā)生泄漏時(shí)會(huì)引起管壁與周?chē)寥赖恼駝?dòng)、介質(zhì)與溫度的變化。當(dāng)纖維管貼于管線上，物理參數(shù)的變化將導(dǎo)致光學(xué)纖維發(fā)生溫度與應(yīng)力的變化。因此，分布式光學(xué)纖維可用于檢測(cè)應(yīng)力與溫度的異?，F(xiàn)象，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管線泄漏情況。

光纖傳感器具有防腐蝕、重量輕體積小、每個(gè)感應(yīng)點(diǎn)均無(wú)需電能、免疫電磁干擾、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)。如何進(jìn)一步提高光纖測(cè)溫技術(shù)的檢測(cè)精度、降低成本、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離大范圍的管道泄漏檢測(cè)是光纖測(cè)溫系統(tǒng)在未來(lái)發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)。
動(dòng)態(tài)壓力變送法是通過(guò)動(dòng)態(tài)壓力變送器獲取管道的動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)，提取信號(hào)的特征向量，來(lái)實(shí)現(xiàn)管道泄漏識(shí)別的，并采用相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法獲得管道泄漏點(diǎn)位置。

動(dòng)態(tài)壓力傳感器易于安裝、維護(hù)，具有較高檢測(cè)靈敏度與分辨率。通過(guò)調(diào)節(jié)信號(hào)放大倍率，由泄漏引起的壓力變化可被敏感地捕捉。
利用動(dòng)態(tài)壓力傳感器，提出了一種泄漏判別的波包熵法，用于長(zhǎng)距離油氣管道泄漏檢測(cè)。
探地雷達(dá)法常用于地下設(shè)施與油氣工廠管道泄漏的檢測(cè)，地面穿透雷達(dá)也可用于油氣管道泄漏檢測(cè)。

當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，覆蓋管道的土壤的透氣率、飽和濕度等參數(shù)將發(fā)生變化。地面穿透雷達(dá)對(duì)土壤濕度敏感，故可用來(lái)檢測(cè)泄漏源。當(dāng)采用檢測(cè)法時(shí)，目標(biāo)必須具有一定容積，所以其適合于大管徑管道的檢測(cè)。

另外，當(dāng)利用地面穿透雷達(dá)檢測(cè)管道時(shí)，管道周?chē)牡刭|(zhì)特性對(duì)于檢測(cè)的準(zhǔn)確程度具有重要影響。突變的地質(zhì)特性會(huì)對(duì)圖像的形成有較大影響
智能球是安裝有聲音傳感器的專(zhuān)門(mén)用來(lái)檢測(cè)泄漏點(diǎn)的球體，包括聲波檢測(cè)器、加速度儀、磁力計(jì)、超聲波傳感器、溫度傳感器等，可在油氣管道及水管內(nèi)隨介質(zhì)向前移動(dòng)，并在行進(jìn)過(guò)程中記錄所有因?yàn)樾孤┒l(fā)出的聲音異常，可用于管道泄漏定位與泄漏點(diǎn)大小評(píng)估的綜合性檢測(cè)。
超聲流量計(jì)在增加流量信號(hào)后，可以利用瞬時(shí)流量的對(duì)比區(qū)分管道泄漏與管道正常工況的變化。當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，管道上游端瞬時(shí)流量上升、壓力下降，管道泄漏端瞬時(shí)流量下降、壓力下降。

超聲流量計(jì)由流量表、溫度計(jì)和數(shù)據(jù)處理單元組成，可分別用于體積流量、流體與環(huán)境溫度、聲速的測(cè)量。所有的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)調(diào)度分析中心處理分析后，可用于計(jì)算流量平衡分析。越大的泄漏需要越短的積分時(shí)間，反之亦然。
根據(jù)質(zhì)量守恒平衡定律，當(dāng)管內(nèi)未發(fā)生泄漏時(shí)，管道進(jìn)口流體的質(zhì)量流量應(yīng)等于管道出口的質(zhì)量流量。一旦發(fā)生泄漏，且泄漏達(dá)到一定量時(shí)，進(jìn)出口流量將產(chǎn)生較大差異。因此，在管道多點(diǎn)處檢測(cè)進(jìn)出口流量，或檢測(cè)管道末端面泵站，從而依據(jù)檢測(cè)信號(hào)可匯總形成質(zhì)量平衡圖。通過(guò)質(zhì)量平衡圖可確定泄漏程度和泄漏位置。

為了提高油氣管道泄漏檢測(cè)的精度和靈敏度，技術(shù)人員常利用動(dòng)態(tài)體積/質(zhì)量平衡法。管道中的流體物質(zhì)沿管道運(yùn)行時(shí)，其溫度、壓力、密度、黏度可能發(fā)生變化，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行修正，故該方法較為復(fù)雜，計(jì)算量大。
當(dāng)管道某處突然發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏點(diǎn)處將產(chǎn)生瞬時(shí)壓降，從而產(chǎn)生負(fù)壓波。采用負(fù)壓波法檢測(cè)時(shí)，布置于管道兩端的傳感器通過(guò)計(jì)算壓力信號(hào)和時(shí)間差的變化，確定檢測(cè)泄漏點(diǎn)位置。

小波變換技術(shù)可用于去除瞬態(tài)負(fù)壓波信號(hào)，兩終端的檢測(cè)信號(hào)特征將被捕捉，從而提高了檢測(cè)精度。

基于負(fù)壓波檢測(cè)技術(shù)，有以下兩種定位方法：快速捕捉波形特征點(diǎn)差分算法和確定相差函數(shù)最大峰值法。兩種方法的結(jié)合可提高泄漏檢測(cè)精度。

利用多種壓力傳感器獲取了負(fù)壓波信號(hào)，通過(guò)記錄泵站中兩組負(fù)壓波序列，來(lái)確定負(fù)壓波的產(chǎn)生原因，可有效減少誤報(bào)率和提高定位精度。

提出了一種實(shí)時(shí)瞬態(tài)模型與負(fù)壓波組合的技術(shù)，試驗(yàn)證明該技術(shù)可有效地從正常工況中辨別出泄漏工況。
油氣管道壁面均為彈性體，當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，流體引起的壓力噴射將導(dǎo)致彈性波沿著管壁傳播，故在管道兩端可檢測(cè)到彈性波，然后通過(guò)互相關(guān)函數(shù)進(jìn)行泄漏分析。

相關(guān)延遲技術(shù)可用于確定是否發(fā)生泄漏，根據(jù)最大延遲時(shí)間和管道聲波傳播速度，計(jì)算出泄漏點(diǎn)距兩測(cè)量點(diǎn)的長(zhǎng)度?；ハ嚓P(guān)分析的關(guān)鍵之處在于得到由泄漏與管道振動(dòng)引起的聲波。

此外，壓電陶瓷加速度傳感器可拓展檢測(cè)范圍，通過(guò)廣義互相關(guān)技術(shù)與多譜信號(hào)分析可提高信噪比和檢測(cè)精度。
狀態(tài)評(píng)估法主要適合于管道小流量泄漏檢測(cè)與定位。基于質(zhì)量、動(dòng)量、能量守恒定律和流體狀態(tài)方程，可以得到非線性分布參數(shù)模型，再通過(guò)差分法進(jìn)行線性處理。狀態(tài)評(píng)估器可用于評(píng)估系統(tǒng)狀態(tài)和泄漏量。
系統(tǒng)分辨法通過(guò)模型與管道結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行非線性構(gòu)建，計(jì)算得到預(yù)測(cè)值與管道實(shí)際值并對(duì)比以判斷泄漏。建立管道故障敏感模型與故障自由模型，用于檢測(cè)與滿(mǎn)足不同的泄漏工況檢測(cè)與定位。

基于故障敏感模型，利用互相關(guān)分析方法可實(shí)現(xiàn)泄漏檢測(cè)；基于故障自由模型，近似算法可評(píng)估泄漏定位。
在現(xiàn)實(shí)情況中導(dǎo)致管道泄漏的因素較多，且各因素之間的耦合關(guān)系復(fù)雜，建立的剛性數(shù)學(xué)模型無(wú)法求解多因素影響的泄漏工況。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有良好的學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力，可以模擬任何連續(xù)非線性函數(shù)，通過(guò)樣本學(xué)習(xí)，利用泄漏信號(hào)特征指數(shù)構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入矩陣，區(qū)分管道運(yùn)行狀況的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可檢測(cè)泄漏。

適應(yīng)性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法可以在線學(xué)習(xí)故障，無(wú)需從實(shí)現(xiàn)泄漏的訓(xùn)練數(shù)據(jù)中進(jìn)行學(xué)習(xí)，可適應(yīng)于動(dòng)態(tài)背景噪聲環(huán)境，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的不足。

諧波分析法可用于泄漏檢測(cè)瞬時(shí)流量的計(jì)算，壓力瞬時(shí)流量的控制方程可通過(guò)脈沖響應(yīng)進(jìn)行求解；并可推導(dǎo)在管道任意位置的瞬時(shí)壓力響應(yīng)函數(shù)表達(dá)式，管道終端瞬時(shí)壓力分析表達(dá)式。

通過(guò)瞬時(shí)壓力值的分析，可比較和分析管道泄漏和不同位置泄漏的轉(zhuǎn)換函數(shù)曲線，其能用于檢測(cè)長(zhǎng)距離管道的泄漏。

選擇合適的檢測(cè)技術(shù)與檢測(cè)指標(biāo)，對(duì)精準(zhǔn)、及時(shí)、低成本的管道泄漏檢測(cè)至關(guān)重要。選擇檢漏方法時(shí)，除了要考慮其經(jīng)濟(jì)性外，還必須對(duì)靈敏度、響應(yīng)時(shí)間、檢測(cè)要求等作全面評(píng)價(jià)，使所選的檢漏方法既滿(mǎn)足檢漏要求，又經(jīng)濟(jì)合理。各種泄漏檢測(cè)技術(shù)