[发明专利]一种用于排水管道堵塞故障的检测装置的检测方法

说明书

本发明公开了一种用于排水管道堵塞故障的检测装置的检测方法。方法为：安装排水管道堵塞故障的检测装置；计算机从接收端获得正常/堵塞管道的信号；获取排水管道两种工况中的声响应信号；分别对正常管道、堵塞管道下的声响应信号进行LMD分解；采用皮尔逊相关系数方法分别计算正常管道、堵塞管道各个PF分量与原信号的相关系数，对于相关系数超过15％的分量视为有效PF分量信号；分别计算正常管道、堵塞管道有效PF分量的能量熵指标、近似熵指标、平均声压指标作为特征集合；将得到的特征集合利用K‑CV方法寻求最优参数；重复步骤，采用已经训练好参数的SVM分类器对管道的其他段进行故障识别。本发明方便了检测流程；提高了检测结果的准确性与可靠性。

技术领域

本发明涉及一种用于排水管道堵塞故障的检测装置的检测方法，属于管道故障检测领域。

背景技术

排水管道堵塞是一种影响管道正常运行的故障。许多堵塞在初期只是小堵或者半堵，容易被检察人员忽略，最后造成堵塞面积扩大，不仅会造成管道无法正常供水，还有可能带来安全问题。由于城市排水管道大都深埋地下且线路复杂，导致堵塞故障检测困难。因此根据实际情况，急需一种可以适应复杂管道工况并且可以有效检测地下管道堵塞故障的方法。

管道的故障检测有多种方法。目前常用的管道的故障研究方法，有红外线照相法、质量平衡法、负压波法、示踪气体探踪法等。但是由于一些故障检测方法只能在特定的情况下使用，并且检测方式比较复杂，所以并不适用于排水管道的检测。

发明内容

为了解决排水管道堵塞故障检测的问题，本发明提供了一种用于排水管道堵塞故障的检测装置的检测方法。

本发明的技术方案是：一种用于排水管道堵塞故障的检测装置的检测方法，所述方法具体步骤如下：

S1、安装排水管道堵塞故障的检测装置；

S2、选择已知的管道无故障段进行检测，计算机控制声卡产生的信号X(t)经功率放大器、扬声器通过水听器接收，计算机从接收端获得正常管道的信号Y₁(t)；

S3、在上述已知的管道无故障段人为的放置堵塞物，计算机控制声卡产生的信号X(t)经功率放大器、扬声器通过水听器接收，计算机从接收端获得堵塞管道的数据Y₂(t)；

S4、获取排水管道两种工况中的声响应信号G(t)，计算方法为其中水听器采集到的管道声信号为Y(t)，声卡发射的正弦信号为X(t)；根据响应信号计算方法，分别得到正常管道的响应信号和堵塞管道响应信号

S5、分别对正常管道、堵塞管道下的声响应信号G₁(t)和G₂(t)进行LMD分解，分解后将分别得到n个PF分量和一个残余分量u_n(t)；分解结果为

S6、采用皮尔逊相关系数方法分别计算正常管道、堵塞管道各个PF分量与原信号的相关系数，对于相关系数超过15％的分量视为有效PF分量信号；

S7、分别计算正常管道、堵塞管道有效PF分量的能量熵指标、近似熵指标、平均声压指标，将三种指标的提取结果作为特征集合；

S8、将步骤S7中得到的特征集合利用K-fold Cross Validation方法寻求最优参数；

S9、重复步骤S4～步骤S7，采用Step8中已经训练好参数的SVM分类器对管道的其他段进行故障识别。

所述排水管道堵塞故障的检测装置包括声卡、功率放大器、扬声器、水听器组、滤波器、两根收缩杆以及一台安装有WinMLS软件的计算机；