[发明专利]管道堵塞监测系统及其在强干扰下堵塞信号的检测方法

权利要求书

1.一种管道堵塞监测系统，其特征在于，该系统包括：

一设置在管道首站/末站的低频音波发射装置，

一设置在管道首站/末站的传感器阵列，

一输入端与所述传感器阵列连接的数据采集及预处理装置，

一与所述数据采集及预处理装置的另一输入端连接的GPS接收装置，

一与所述数据采集及预处理装置的输出端连接的堵塞监测定位装置，以及

一与所述堵塞监测定位装置的输出端连接的监控终端；

其中，所述低频音波发射装置用于向管道内持续发射低频的发射音波；所述传感器阵列用于采集所述低频音波发射装置发射低频的发射音波、由所述管道内堵塞点反射回来的反射音波以及外部的干扰音波，并将采集到的发射音波和反射音波传输至所述数据采集及预处理装置；所述GPS接收装置用于确定发射音波的发射时间和反射音波的反射时间，并将发射时间和反射时间传输至所述数据采集及预处理装置；所述数据采集及预处理装置对接收到的发射音波和反射音波进行放大、滤波处理，并将处理后的发射音波和反射音波传输至所述堵塞监测定位装置；所述堵塞监测定位装置用于对被处理后的发射音波和反射音波进行时延估计和堵塞位置计算，然后将计算的堵塞点位置传输至所述监控终端，由所述监控终端进行显示与报警提示。

2.如权利要求1所述的管道堵塞监测系统，其特征在于，所述低频音波发射装置由一电磁阀、一电磁阀控制器和一气源构成；所述气源设置在所述管道外部并通过设置在管道首站/末站的所述电磁阀与所述管道连通，所述电磁阀控制器控制电磁阀的开启/关闭。

3.如权利要求1所述的管道堵塞监测系统，其特征在于，所述低频音波发射装置采用正压音波或负压音波。

4.如权利要求2所述的管道堵塞监测系统，其特征在于，所述低频音波发射装置采用正压音波或负压音波。

5.如权利要求1或2或3或4所述的管道堵塞监测系统，其特征在于，所述传感器阵包括若干个沿轴向均匀布置在管道首站/末站内的音波传感器。

6.一种采用权利要求5所述管道堵塞监测系统实现的在强干扰下堵塞信号的检测方法，其包括以下步骤：

1)低频音波发射装置持续向管道内发射低频的发射音波，当传感器阵列接收的干扰音波的幅度值超过其预设的阈值时，管道堵塞监测系统自动转入阵列信号抗干扰模式，以抑制或消除干扰音波；

2)传感器阵列将采集到的发射音波和反射音波传输至数据采集及预处理装置，同时GPS接收装置将发射音波的发射时间和反射音波的反射时间传输至数据采集及预处理装置；

3)数据采集及预处理装置对接收到的发射音波和反射音波进行放大、滤波处理，并将处理后的发射音波和反射音波传输至堵塞监测定位装置；

4)计算传感器阵列的最优加权矢量；

5)计算传感器阵列的最优加权矢量的最大幅度值，当最大幅度值满足预设的门限时即认为有堵塞信号被检测；

6)堵塞监测定位装置根据接收到的发射音波的发射时间和回波信号的反射时间之间的时间差乘以声速，对堵塞点的堵塞位置进行解算；

7)堵塞监测定位装置将解算后得到的堵塞点的堵塞位置传输至监控终端，由监控终端进行显示与报警提示。