[发明专利]供液管道泄漏量声学检测方法

说明书

本发明公开了一种供液管道泄漏量声学检测方法，首先确定供液管道上泄漏孔的位置，将泄漏孔处流体形成的声源视为活塞声源；然后测量供液管道上各个检测点与泄漏孔之间距离、每个检测点采集来源于泄漏孔的声压；接着基于检测点距离、声压检测数据计算泄漏孔的半径；最后基于泄漏孔的半径结合流速计算泄漏量。本发明实现了声学方法中泄漏孔泄漏量的检测，扩展了声学方法在泄漏检测领域的应用范围。

技术领域

本发明涉及声学检测方法领域，具体是一种供液管道泄漏量声学检测方法。

背景技术

城市供水是关乎国计民生的一项重要产业，管道运输是城市供水的主要方式。随着城市规模的扩大，供液管道的分布范围变广，供液管道的距离变长，因此管道泄漏事故发生的频率变高。一旦发生管道泄漏，不仅会造成宝贵的水资源浪费而且大量泄漏会导致地表塌陷等次生灾害的发生，从而可能造成巨大的损失。因此，不断地发展有效的管道泄漏检测方法具有重要意义。

已有的供液管道泄漏检测方法包括质量/体积平衡法、负压波法、探地雷达检测法和声检测法等。质量/体积平衡法只能估计大体泄漏量并且无法确定泄漏的位置。负压波法只能检测突发性的大泄漏，而对微小的泄漏不敏感；探地雷达检测法难以在寒冷气候下应用，同时难以应用于湿润的土地。声检测法则以其广泛的适应性和有效性，在长期的应用过程中受到人们的青睐。

声检测法在应用中主要有三类检测仪器，包括地面声音监听设备、泄漏声音相关器和管道内传感器。其中，地面声音监听设备主要有探声杆和听音棒，利用简单的声音收集设备直接对管道泄漏声进行检测。该设备虽然经济实惠，但要求检测人员具有丰富的经验，同时该设备对小泄漏不敏感。泄漏声音相关器也是目前使用较为广泛的声发射检漏设备，它探测噪声的传播速度并通过计算噪声传播到两端探测器的时间来判断泄漏点位置。但由于管道泄漏声的高频分量在传播过程中衰减很大，所以该设备对于直径较大的管道并不适用。管道内声传感器将声学传感器置于管道内部，利用其在管道内部移动或游动在内部检测管道的泄漏。管内检测的方式保证了检测精度，但管内游移传感器的控制难度较大。现有声检测法由于存在各种局限性，因此虽然能确定泄漏位置，但无法确定泄漏孔的泄漏量。

发明内容

本发明的目的是提供一种供液管道泄漏量声学检测方法，以解决现有技术声检测法无法确定供液管道泄漏量的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

供液管道泄漏量声学检测方法，包括以下步骤：

步骤1、利用声学探测技术，确定供液管道上泄漏孔的位置，将供液管道泄漏孔处流体形成的声源视为活塞声源，活塞声源情况下流体在泄漏孔中作垂直于供液管道中流体流动方向的简谐振动；

步骤2、在供液管道上设定n个检测点，分别测量各个检测点与泄漏孔之间距离r_i，并在每个检测点采集来源于泄漏孔的声压P_i，其中i表示检测点的编号，i＝1、2、3、4……n；

步骤3、通过公式(1)计算泄漏孔的半径，公式(1)如下：

上述公式(1)中：

P_i为步骤2中在每个检测点采集的来源于泄漏孔的声压；

r_i为步骤2中采集的每个检测点与泄漏孔之间距离；

j为虚数单位；

ω为活塞声源简谐振动的角频率，ω＝2πf，f为活塞声源简谐振动的振动频率，f根据供液管道的材料确定；

ρ₀为供液管道内流体密度，根据供液管道内实际流动的流体种类确定；

u₀为活塞声源简谐振动的振动速度幅值；