[实用新型]用于地下输气管道微小泄漏源检测定位的传感器阵列系统

说明书

本实用新型提出一种用于地下输气管道微小泄漏源检测定位的传感器阵列系统，包括集成式超声传感器阵列、轨道、轨道机器人和地面监控中心；轨道沿地下输气管道布置；集成式超声传感器阵列安装在轨道机器人机械臂的末端，轨道机器人沿着布施好的轨道移动，对地下输气管道进行巡检，当检测到超声信号幅值谱超过设定的阈值时，轨道机器人停止运动，集成式超声传感器阵列接收超声信号并进行定位，通过无线网络通信的方式把定位结果、拍摄照片等信息传输给地面监控中心。本实用新型通过将集成式超声传感器阵列和轨道机器人相结合，解决了人工巡检效率低、实时性差的问题，达到实时检测和定位的效果。

技术领域

本实用新型涉及一种超声传感器阵列定位技术，特别涉及一种用于地下输气管道微小泄漏源检测定位的移动超声传感器阵列系统。

背景技术

现代城市的地下空间分布了大量的天然气、煤气和暖气等输气管道，在管道阀门、接头以及老化的管道处容易产生泄漏，可能造成重大安全事故。

目前，基于管道气体泄漏检测与定位的传统方法主要有化学气体示踪法、激光探测法、红外热成像法等。这些方法设备复杂，成本昂贵，在实际工程应用中还受限于气体类型和气体浓度。

基于声学的检测与定位方法有声发射检测法和超声波检测法。声发射检测法利用安装在待测物体表面的传感器，通过接收在待测物体中传播的瞬态弹性波进行泄漏检测和定位，该方法可实现输气管道泄漏检测，但存在对材料敏感、安装要求高、易受噪声干扰、信号辨识困难等问题。超声波检测法利用设备采集输气管道中微小泄漏产生的超声声压幅值判定是否有泄漏产生。目前的超声波检测设备主要是手持式超声检测仪，需要工作人员进行定期巡检。该设备已被商业化，但其效率低、实时性差，而且近距离手持检测给工作人员的生命安全带来严重威胁。

因此，研究能够对地下输气管道泄漏进行实时检测，并能在泄漏初期发生微小泄漏时对其进行定位的检测定位系统对于管道的安全维护具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种地下输气管道微小泄漏源检测定位的移动超声传感器阵列系统，该系统通过结合集成式超声传感器阵列和轨道机器人，能够对输气管道泄漏进行实时检测，并能在泄漏初期发生微小泄漏时对泄漏源进行定位。

本实用新型所采用的技术方案是：

所述一种用于地下输气管道微小泄漏源检测定位的移动超声传感器阵列系统，其特征在于：包括集成式超声传感器阵列、轨道、轨道机器人和地面监控中心；

所述轨道沿地下输气管道布置；所述轨道机器人包括能够在轨道上受控移动的平台、固定在平台上的机器人机身以及固定在机身上的机械臂；所述机身中安装有检测端数据采集模块、检测端数据处理模块、检测端数据存储模块和检测端无线数据收发模块；所述集成式超声传感器阵列安装在机械臂末端；所述集成式超声传感器阵列包括超声传感器阵列、摄像头和照明灯；所述地面监控中心包括地面端无线数据收发模块、地面端数据存储模块、监控模块和机器人控制模块；

所述集成式超声传感器阵列与机身具有电信号连接，能够将采集的超声信号传输给机身的检测端数据采集模块；所述检测端数据采集模块与所述检测端数据处理模块具有电信号连接，所述检测端数据处理模块能够对检测端数据采集模块采集的超声信号数据进行处理，并能够根据处理结果产生平台运动控制信号和集成式超声传感器阵列图像采集信号；所述机身与所述平台具有电信号连接，检测端数据处理模块产生的平台运动控制信号能够输入至所述平台，集成式超声传感器阵列图像采集信号能够输入至所述集成式超声传感器阵列；所述集成式超声传感器阵列采集的图像信号能够传输给机身的检测端数据采集模块；

所述检测端数据存储模块与所述检测端数据采集模块以及所述检测端数据处理模块具有电信号连接，所述检测端数据存储模块能够存储所述检测端数据采集模块采集的超声信号数据和图像信号数据，以及所述检测端数据处理模块产生的处理结果；