输油管道反打孔盗油报警器的研制:输油管道打孔盗油案例
应用背景： 保障输油管道的安全是石油储运公司的一项重要责任，但是近年来输油管道的打孔盗油现象非常严重，各石油储运公司都投入的大量的人力物力进行输油管道的安全保障工作,很多储运公司都布置了大量的管道巡线人员，但是在一些打孔盗油“重灾区”，不法分子采取反跟踪的办法，将管道企业的巡线人员牢牢看住，利用手机、步话机等先进的通讯工具传递信息，企业的巡线人员前脚走，不法分子后脚就开始大肆打孔盗油，且打孔盗油技术十分“熟练”，十几分钟内就能完成打孔、装阀门、放油，等巡线人员发现情况返回时，不法分子早已逃之夭夭。因此对于管道的储运公司来讲，采用经济合理的方案布置24小时全天候的输油管道监控系统才能够对于打孔盗油现象给与有效的技术支持，从而减少损失。
要求：
1。由于输油管道的空间跨度很大，一般来讲都要绵延上百上千公里，所以管道监控装置要布置在较大的空间跨度上，所以数据的传输必须满足这一空间要求。可以考虑采用无线数据传输或者经济的网络传输方式。
2。由于输油管道一般都是露天布置，所以要求监控设备必须适合野外工作，具有较高的稳定性。
3。需要采集输油管道各个参数采集点的多种参数，比如压力、流量、温度等，数据返回监控中心便于进行综合分析。
4。成本问题，整个监控系统的造价不能过高。
解决方案：
针对系统的要求我们可以设计这样一个解决方案。
系统可由监控点和监控中心组成。监控点布置在管道的通过的途径上，每隔一段距离就布置一个监控点采集管道中的压力、流量、温度等参数。然后监控点通过网络把采集到的数据传到监控中心，由监控中心负责分析记录数据，然后通过对数据的分析判断出哪一段的管道发生了泄露，通知管理人员进行处理。
现在我们判断管线是否被打孔盗油或管线泄露是根据出站压力的异常变化。其主要缺点是即使发现压力异常变化，组织沿线巡查时，盗油分子往往已逃跑。打孔盗油的压力异常变化一般维持在20分钟左右，从发现异常到组织人员巡查可见是堵不住盗油分子的。综合历年来犯罪分子盗油经验及他们的交代经过，他们组织分工明确，从负责勘察地形地貌到打孔盗油直至交通运输都有很好的配合。那么，怎样能在犯罪分子打孔时我们就能及时发现，从而提前布置人员蹲守呢？下面介绍一种装置，他可以在犯罪分子剥开管线防腐层进行焊接时就能发出报警。其电路及工作原理如下图所示：图中虚线右部为普通电源布线，左部为接触式灯开关线路。开关主回路由VD1-VD4和VS组成，集成块A等组开关的控制回路，R5、VD5和C3组成简单的电阻降压稳压线路，输出12V左右的直流电供控制回路等用电；集成块A是一块双D触发器，分别接成一个单稳态电路和一个双稳态电路。单稳态电路的作用是对接触信号进行脉冲展宽整形，保证每次接触动作的可靠。双稳态电路用来驱动晶闸管VS的开通或关闭，M是接触电极片，手指触摸M，人体泄漏的交流电流在电阻R2上的压降其正半周信号进入A的3脚，即单稳态电路的CP端，使单稳态的电路翻转进入暂态，其输出端Q即1脚由原来的低电平跳变为高电平，此高电平经R3向C1充电，使4脚即R端电位上升，当上升到复位电平时，单稳态电路复位，1脚恢复低电平，所以每触及一次电极片M，1脚就输出一个固定宽度的正脉冲，此正脉冲将直接加到11脚即双稳态电路的CP端，使双稳态电路翻转一次。其输出端Q即13脚电平就改变一次，当13脚为高电平时，VS的门极通过R4获得正向触发电流而开通，即电子开关闭合，电灯点亮发光。这时电容C3两端的电压会降至3V左右，但A能正常工作。当13脚输出低电平时，VS失去触发电流，当交流电过零时即关断，发光管LED 熄灭，这时C3的两端电压又恢复到12V。由此可见，没触及一次电极片M就能实现“开”或“关”电灯的动作。
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元器件的选择与制作：
1、 A选用CD4013型双D触发器数字集成电路，他采用14脚双列直插式塑封包装；
2、 VS采用MCR100-82N6565型等子型塑封单向晶闸管；
3、 VD1-4用1N404-1N4007型等硅整流二极管；
4、 VD5用12V、0.5W稳压二极管，如2CW60型等；
5、 LED可用红色发光二极管；
6、 R5最好采用RJ-1W型金属膜电阻器；
其余电阻均用RTX-1/8型碳膜电阻器，C1和C2可用CT4型独石电容器，C3用CD11-16V型电解电容器。开关壳体采用86系列开关面板制作。为确保使用者绝对安全，可在触摸电极片与电阻R1之间再串联一只2M高阻电阻，此开关接入照明线路，接法与普通开关一样。按图所示，即相线进开关，如将相零线接反，电路不能正常工作。电路装好后不用调试，通电后就能正常工作，摸一下M灯亮，再摸一下灯灭。
利用此原理将触摸片M与进站或出站绝缘法兰外侧用一导线连接在管线上，当盗油分子破坏防腐层或焊接触及管线时，就相当于触及M片，这时灯亮，在触及灯灭，根据灯的一亮一熄可判断盗油分子可能打孔，这时就可以巡线了，注意观察可疑车辆，有了这套装置，盗油分子债劫难逃。