[发明专利]一种输卤管道泄漏检测的智能终端与方法

说明书

本发明涉及输卤管道检测技术领域，公开了一种输卤管道泄漏检测的智能终端与方法，智能终端包括STM32F7芯片、压电式复合传感器、滤波电路模块、高精度A/D转换电路、GPS模块、外部SDRAM模块、SD卡模块、4G通讯模块。检测方法包括获取历史数据集H；对其进行离散S变换，并分为训练集Z和测试集T；训练并确定LSTM模型；对输卤管道信号同步采样，对其进行S离散变换；将当前数据输入到已经训练好的LSTM模型中，预测是否发生泄漏。与现有技术相比，本发明通过S变换充分了解到输卤管道某时刻数据特征，通过LSTM建模，解决了数据之间的时间相关性，避免人为设置阈值，增加泄露判断的准确性。

技术领域

本发明涉及输卤管道检测技术领域，特别涉及一种输卤管道泄漏检测的智能终端与方法。

背景技术

输卤管道随着管道使用的年限增长，管道泄漏的事故不断增多而其泄漏不仅对环境造成严重污染，还会给企业带来巨大的经济损失。因此，对管道进行实时监测，及时的确定故障的发生并精确定位泄漏点具有重要的研究意义。

目前，管道泄漏的检测方法主要有：1.负压波法；2.次声波法；3.分布式光纤预警法等。当管道发生微小泄漏时，信号变化的不明显。用这些方法检测微小泄漏时，普遍存在检测精度较低的问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种可以解决现有管道泄漏检测算法精度低的输卤管道泄漏检测的智能终端与方法。

技术方案：本发明提供了一种输卤管道泄漏检测的智能终端，包括STM32F7芯片、压电式复合传感器、滤波电路模块、高精度A/D转换电路、GPS模块、外部SDRAM模块、 SD卡模块、4G通讯模块；

所述压电式复合传感器，用来检测输卤管道内部的压力信号和振动信号，其采集的模拟信号经过滤波电路模块、高精度A/D转换电路转化成数字信号，并通过SPI方式传输给 STM32F7芯片，将采集的数据写入外部SDRAM模块中，所述STM32F7芯片对数据进行分析，将疑似泄漏的信号，存储到SD卡中，通过4G模块传输到上位机。

进一步地，所述智能终端通过GPS模块的秒脉冲信号，同步采集输卤管道上下游某一时刻的振动信号和压力信号，并且利用GPS模块给采集到的数据加上时间戳。

进一步地，高精度的A/D转换电路采用的是ADS1274。

本发明还公开了一种输卤管道泄漏检测的方法，包含如下步骤：

Sept1：获取输卤管道内壁的压力和振动信号的历史数据集H；

Sept2：对历史数据集H进行离散S变换，记录S变换后的数据集D，将S变换后的数据集D分为训练集Z和测试集T；

Sept3：搭建LSTM模型，选取Sept2中训练集Z对LSTM模型进行训练类，并调整参数直至网络效果达到预想效果，确立LSTM模型；

Sept4：将Sept2中测试集T作为LSTM模型的输入，对模型准确性进行验证；

Sept5：对输卤管道当前的振动和压力信号进行同步采样，将当前采样数据进行S离散变换；

Sept6：将S变换后的当前数据输入到已经训练好的LSTM模型中，进行是否发生泄漏的预测。

优选地，所述S变换的离散形式如下所示：

其中，N为信号的采样总点数，T为采用周期，X[kT](k＝0,1,2…N-1)为采样后的信号，n为第n个点的序号，m为向左平移的频率点，j为虚数单位。

优选地，所述S变换的具体步骤如下：