[发明专利]一种有源校准式供水管道泄漏相关检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种有源校准式供水管道泄漏相关检测方法及装置，实地测量声波在待测管道中的传播速度，将实测的波速引入到泄漏点相关检测仪的定位计算，可以减小因波速参数设置不当引起的泄漏点定位误差；该系统中的有源校准装置，可以用于管道泄漏相关检测仪的自我检测，就可得到系统定位误差。因此，日常维护中也可以通过这种自检方式有效掌握仪器的状态性能，达到方便维护的效果。

技术领域

本发明属于管道泄漏检测技术领域，具体涉及一种有源校准式供水管道泄漏相关检测方法及装置。

背景技术

管道泄漏相关检测仪是利用漏水点的泄漏噪声在管道中传播特性，采用互相关法测量泄漏点噪声到达传感器的时延差，以此对泄漏点进行定位的。此类仪器需要预先知道泄漏噪声声波在管道中的传播速度，而声波传播速度受到供水管道的管材、内径、壁厚等因素的影响，在不同管道中传播速度的差异性很大，由此产生定位测量误差的问题；国内常用的供水管道来源比较广泛，除了钢管、铸铁管、锌铁管还有聚乙烯、PVC管等等，声波在不同类型管道中的传播速度存在差异，而相关检测仪对于泄漏点的定位算法是与声速直接相关的。传统方法中，通过人工干预，预先根据管道传输特性的不同来设置波速参数，对传播速度进行修正是可以降低定位误差的；但有些供水管道由于埋设时间较长，施工资料丢失，在对地下管道没有足够的先验知识与资料的情况下，面对地下供水管线的复杂状况，无从得知地下埋设管线的具体情况，采用参数预置修正的方法在实际操作中存在困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种有源校准式供水管道泄漏相关检测方法及装置，可降低供水管道泄漏相关检测仪的定位误差，并达到方便日常检测维护的效果，还可以实现自我检测。

一种有源校准式供水管道泄漏相关检测方法，

将换能器和测振传感器阵列安装在待测供水管道上，测量测振传感器阵列的阵元间距；

采用换能器发射声波信号，声波信号沿供水管道传输，测振传感器阵列中各阵元接收声波信号；

测量声波信号到达测振传感器阵元之间的时间差，再用阵元间距除以时间差，得到声波在供水管道中的传播速度；

控制换能器停止发射声波信号，采用测振传感器阵列同步测量供水管道上的噪声信号，将其中两个测振传感器上接收的噪声信号通过互功率谱法求时延，得到泄漏噪声信号到达两个测振传感器的时延差τ；

根据声波在供水管道中的传播速度和两个测振传感器的时延差τ，得到泄露点到2个测振传感器距离的距离差；

再根据两个测振传感器之间的距离，得到泄露点分别到两个测振传感器的距离，由此完成对泄露点的定位。

较佳的，所述换能器和测振传感器阵列安装在待测供水管道的管壁、阀门或消防栓上。

较佳的，所述换能器的安装位置靠近测振传感器阵列中的一个测振传感器。

较佳的，采用卷尺或光学测距仪器测量测振传感器阵列的阵元间距。

一种有源校准式供水管道泄漏相关检测装置，包括换能器、功率放大器、信号源、电池组、测振传感器阵列、信号调理电路、无线信号传输系统、信号采集卡、工业控制计算机；

所述信号源产生的电信号经过功率放大器的放大后，电压和电流得到增强，驱动换能器发射声波信号；

所述测振传感器阵列由两个以上的测振传感器阵元构成，用于感知供水管道上传输的声波信号，并转化为电信号；

所述信号调理电路对测振传感器产生的所述电信号转变为数字信号输入到无线信号传输系统；

所述无线信号传输系统将数字信号输入信号采集卡，信号采集卡完成多通道数字信号的采集，并将数据输入到工业控制计算机；