管道运输的安全性是管道运输面临的一个重要课题，多种管道泄漏检测技术应运而生。随着近年来传感器技术、嵌入式技术以及计算机技术的快速发展，基于传感器阵列的管道泄漏检测智能系统逐步普及。气体管道的特殊性以及次声波的特性使得次声波检测法适用于气体管道泄漏的检测。现有的声波检测法所用的传感器多是压力变送器，对声波的灵敏度低；且国内外研制次声传感器多数是在大气环境中使用，并无专门针对高压输气管道所研制的次声传感器。在所用的方法上，现阶段声波检测法虽在速度公式推导、去噪方法等方面做了诸多改进，但仍同时存在两个问题：由于声波传播速度的不确定性，导致定位精度低；不能同时定位多个泄漏点。因此适用于高压输气管道次声波检测的传感器研制是次声波检测法得到应用的重要基础；声波在实际管道中传播的实时速度以及在同时发生多个泄漏点的情况下能够检测到泄漏点是声波检测法需要研究的重要内容。本文针对输气管道泄漏监测系统的实际需求和以上两个方面的现今存在的问题展开了系统的研究。主要工作和创新点概括如下：1、根据管道泄漏产生的声波模型和声波在管道中的传播模型，仿真得到泄漏开始阶段产生的声波主要集中在低频部分，并且低频声波在管道中传播衰减小。2、研究了适用于高压输气管道泄漏检测的次声传感器。针对压力变送器对声波敏感度低，该次声波传感器的敏感元件选用了电容式传声器，抗振动抗干扰能力强，且对声波的灵敏度高；针对高压气体管道，传感器在结构工艺设计以及前置放大器的设计上做了改进，保证其适用于高压气体管道。最后对所研制的传感器性能进行了测试校准，标定了其性能参数。3、将相关算法与推广的波束形成算法相结合应用于管道泄漏点的定位。针对目前输气管道泄漏监测定位精度低、不能同时定位多个泄漏点的难题，该算法采用相关算法确定时延，并计算声波在管道中的传播速度；将波束形成线性阵列模型推广应用于管线上，实现泄漏点定位。该算法不仅抗干扰性强，而且实现了管道中声场的可视化分析，直观的显示出管道内部声场状况，从而实现管道泄漏点的定位。计算机仿真结果表明该算法能够同时精确定位多个泄漏点。4、基于所改进的传感器和推广的波束形成定位算法，设计了一套可扩展的次声波传感器网络管道泄漏检测系统，能够实时采集管道泄漏点产生的声波信号，上传至服务器对采集数据处理分析。并对系统性能进行了实验测试，验证了该系统的实用性和有效性。