[发明专利]一种液体管道渗漏检测预警装置及方法

说明书

本发明公开一种液体管道渗漏检测预警装置及方法，采用多点压力监测管道渗漏，所述装置全程实时监测管道内液体压力变化情况，根据多段压力监测数据方差变化统计情况自动建立无泄漏的标准压力波归一化功率密度频谱，并将实时采集的瞬态负压波信号归一化功率密度频谱与无泄漏的标准压力波归一化功率密度频谱做互相关分析，根据该互相关分析计算结果判断识别液体管道渗漏是否发生。本发明方法抗干扰性强，且以定量计算方式判定渗漏、泄漏是否发生，提高了液体管道渗漏检测的准确率。

技术领域

本发明涉及液体管道渗漏检测技术领域，特别是涉及一种液体管道渗漏检测预警装置及方法。

背景技术

常见液体管道渗漏检测方法主要有三种，分别为听音检漏法、声波互相关法和负压波法。

其中第一种听音检漏法，是采用音听仪器在沿管线或在管道上的阀门、水表处寻找漏水声，并确定漏水地点的方法。漏水声的大小与水管的特性、周边环境、漏水孔的大小及水压等有关，因此此法受环境干扰程度大，须在夜间进行，且适用于埋深较浅管道，所以应用此法前要掌握管道的详细资料。

第二种声波互相关法主要利用流体通过漏隙时会产生流动噪声沿管道传播的原理，通过将两个传感器放在管道的不同位置接收信号，相关检漏仪主机能测出由漏口产生的水波传到传感器的时间差，再利用传感器之间的距离和声波在该管道的传播速度测出漏水位置；该法测定快速准确，但应用于传播声音特性较差管道(如塑料管)或传声特性较差管道间的接口处(如非金属刚性连接处)时，相关检漏仪的检漏效果明显下降。

第三种负压波法，该法检测原理为：管道泄漏处将产生瞬态压力突降，形成一个负压波，该波以一定的速度自泄漏点向两端传播，经过若干时间后，分别传播到上下游，上下游压力传感器捕捉到特定的瞬态压力降的波形就可以进行泄漏判断，根据上下游压力传感器接收到此压力信号的时间差和负压波的传播速度就可以定出泄漏点；具体实现方案可参见论文《基于DSP和MCU的管道漏水检测和定位系统研究》，《基于负压波的管道泄漏检测技术的研究》等。然而该负压波法容易受到干扰信号的影响，管道渗漏识别多为频谱分析识别，如采用“频谱结构中存在较为明显的频谱尖峰，则可以判断管道可能存在泄漏”，这种识别易受到干扰信号频谱影响，干扰信号通常具有变化快、振幅小的特点，因此干扰信号频谱很容易形成频谱尖峰造成误判泄漏，渗漏检测识别不能定量计算、判定，准确率不高。并且渗漏点定位需要精准的时间同步，定位误差和同步时间有较大关联，如《基于负压波的管道泄漏检测技术的研究》中提及的“信号被采集，需要在数据中加入由GPS系统提供的时间信息，以便在进行泄漏检测和定位时，其数据起始点能够保持一致”。

发明内容

本发明的目的是提供一种液体管道渗漏检测预警装置及方法，以解决现有的液体管道渗漏检测方法受环境和管道自身结构干扰程度大、检测准确率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种液体管道渗漏检测预警装置，所述装置安装在液体管道的进口管入户阀门或出口管出口阀门处；所述装置包括：依次连接的压力传感器、放大电路、模数转换器、DSP处理器以及单片机；

所述压力传感器用于测量所述液体管道的压力信号，将所述压力信号转换为压力电流信号并发送至所述放大电路；

所述放大电路用于对所述压力电流信号进行放大并转换为压力电压信号，并将所述压力电压信号发送至所述模数转换器；

所述模数转换器用于将所述压力电压信号转换为数字压力电压信号并发送至所述DSP处理器；

所述DSP处理器用于对所述数字压力信号进行均值、方差、快速傅里叶变换以及功率密度谱分析计算，生成分析计算结果；所述分析计算结果包括标准压力波功率密度频谱和瞬态压力波功率密度频谱；

所述单片机用于根据所述分析计算结果判断所述液体管道是否发生漏损。