[发明专利]一种高灵敏度输水管路泄漏监测系统及方法

权利要求书

1.一种高灵敏度输水管路泄漏监测系统，其特征在于：包括供电模块、混沌电路模块、水分监测传感器和显示模块，所述供电模块、水分监测传感器和显示模块均与混沌电路模块连接；所述供电模块用于为混沌电路模块供电；所述混沌电路模块用于产生具有交叉耦合项的混沌系统，并将该混沌系统产生的混沌吸引子输出给显示模块，混沌电路模块内还设有传感器电路模块，传感器电路模块用于产生影响混沌系统的交叉耦合项的电信号，使混沌系统产生的混沌吸引子轨道剧烈变化发生轨道跃迁；所述水分监测传感器用于在监测到输水管路发生泄漏时，利用传感器电路模块产生的电信号对混沌吸引子的影响，根据混沌吸引子的状态对输水管路的泄漏进行监测；所述显示模块用于显示所述的混沌系统产生的混沌吸引子轨道。

2.根据如权利要求1所述的高灵敏度输水管路泄漏监测系统，其特征在于：所述混沌电路模块产生的混沌系统为三阶多耦合非线性系统。

3.根据如权利要求1或2所述的高灵敏度输水管路泄漏监测系统，其特征在于：所述混沌电路模块包括敏感单元电路模块、参数调节电路模块和传感器电路模块：

所述敏感单元电路模块包含第三运算放大器OP3、第四运算放大器OP4、第五运算放大器OP5和第一乘法器U2；所述第三运算放大器OP3的反相输入端通过电阻R16连接至乘法器U2的引脚7，第三运算放大器OP3的同相输入端接地，第三运算放大器OP3的输出端通过电阻R7与运算放大器OP3的反相输入端连接、通过电阻R5与第四运算放大器OP4的反相输入端连接；所述第四运算放大器OP4的反相输入端通过电阻R15与第一乘法器U2的引脚1连接、通过电阻R17与滑动变阻器Rv连接，第四运算放大器OP4的同相输入端接地、并与第五运算放大器OP5的同相输入端连接，第四运算放大器OP4的输出端通过电阻R8与第四运算放大器OP4的反相输入端连接、通过电阻R6与第五运算放大器OP5的反相输入端连接；所述第五运算放大器OP5的反相输入端通过电容C2与第五运算放大器OP5的输出端连接；所述第一乘法器U2的引脚2、引脚4、引脚6接地；

所述参数调节电路模块包含第六运算放大器OP6、第七运算放大器OP7、第八运算放大器OP8、第九运算放大器OP9和第二乘法器U3；所述第六运算放大器OP6的反相输入端通过电阻R13与第二乘法器U3的引脚3连接，运算放大器OP6的同相输入端接地、并与运算放大器OP7的同相输入端连接，第六运算放大器OP6的输出端通过电阻R21与第六运算放大器OP6的反相输入端连接、通过电阻R9与第七运算放大器OP7的反相输入端连接；第七运算放大器OP7的反相输入端通过电阻R18与第二乘法器U3的引脚1连接，第七运算放大器OP7的输出端通过滑动变阻器Rv与第七运算放大器OP7的反相输入端连接；所述第八运算放大器OP8的反相输入端通过电阻R10与第二乘法器U3的引脚7连接，第八运算放大器OP8的同相输入端通过电阻R20接地，第八运算放大器OP8的输出端通过电阻R11与第八运算放大器OP8的反相输入端连接、通过电阻R12与第九运算放大器OP9的反相输入端连接；第九运算放大器OP9的同相输入端接地，第九运算放大器OP9的输出端通过电容C3与第九运算放大器OP9的反相输入端连接、通过电阻R19与第八运算放大器OP8的同相输入端连接；所述第二乘法器U3的引脚2、引脚4、引脚6接地；

所述敏感电路单元模块与参数调节电路模块相连，具体为：所述第一乘法器U2的引脚1与第二乘法器U3的引脚1连接，所述第一乘法器U2的引脚3通过电阻R19与第八运算放大器OP8的同相输入端连接，第一乘法器U2的引脚3同时与第九运算放大器OP9的输出端连接，所述第二乘法器U3的引脚3与第五运算放大器OP5的输出端连接；

所述传感器电路模块包含第一运算放大器OP1和第二运算放大器OP2，所述第一运算放大器OP1的反相输入端通过电阻R2与第二乘法器U3的引脚3连接，第一运算放大器OP1的同相输入端通过电阻R3与第一乘法器U2的引脚1、第二运算放大器OP2的输出端以及电阻R15的一端连接，第一运算放大器OP1的同相输入端还通过电阻R14接地，所述电阻R15的另一端与第四运算放大器OP4的反相输入端连接，第一运算放大器OP1的输出端通过电阻R4与第一运算放大器OP1的反相输入端连接；所述第二运算放大器OP2的反相输入端通过电阻R1与运算放大器OP1的输出端连接，第二运算放大器OP2的同相输出端接地，第二运算放大器OP2的输出端通过电容C1与第二运算放大器OP2的反相输入端连接；

所述水分监测传感器采用电阻检测模块Rw，电阻检测模块Rw的一端与所述第二运算放大器OP2的输出端连接、另一端接地。