[发明专利]一种液体压力管道泄漏检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种液体压力管道泄漏检测方法及装置，其步骤如下：将测量管道内泄漏噪声的两只传感器放置于被测漏水管道两侧的暴露管线上拾取管道内的噪声信号；对噪声信号，进行高通滤波、信号放大和自动增益，找出与漏水噪声相应的音频范围信号，将泄漏噪声信号直接通过电缆或通过无线发射方式送至泄漏定位分析系统；泄漏定位分析系统利用泄漏噪声传播到达两个传感器的时间不同，即利用两列信号的互相分析，即可确定泄漏噪声到达两个传感器的时间差；根据该时间差，由两个传感器间的距离和声波在不同管材中的传播速度，计算出泄漏点距两个传感器的距离。本发明具有检测精度高、电路设置简单合理、工作可靠性好、设备的制造成本低和使用方便等优点和积极效果。

主权项

1、一种液体压力管道泄漏检测方法，其步骤如下：(1)、将测量管道内泄漏噪声的两只传感器放置于被测漏水管道两侧的暴露管线上拾取管道内的噪声信号；(2)、对通过步骤1收集的噪声信号，进行高通滤波、信号放大和自动增益，找出与漏水噪声相应的音频范围信号，将泄漏噪声信号直接通过电缆或通过无线发射方式送至泄漏定位分析系统；(3)、泄漏定位分析系统利用泄漏噪声传播到达两个传感器的时间不同，即利用两列信号的互相分析，即可确定泄漏噪声到达两个传感器的时间差；设x(t)，y(t)为所测量的两列信号，则其相关函数计算公式如下：$R_{\mathrm{xy}}\left(\tau \right)=\underset{T\to \infty }{\lim }\frac{1}{T}{\int }_0^{T}y\left(t\right)x(t-\tau )\mathrm{dt}=R_{\mathrm{yx}}(-\tau )$ 若信号为周期信号或一段信号可以反映信号全部特征，则可以采用一个共同周期或一段信号内的均值代替整个历程的平均值；对于泄漏声波信号，只要采集的两列信号均覆盖了500m以内泄漏声波传播的全过程即可，不必无限制采集；这样，相关函数计算公式如下：$R_{\mathrm{xy}}\left(\tau \right)=\frac{1}{T_{\max }}{\int }_0^{T_{\max }}x\left(t\right)y(t+\tau )\mathrm{dt}=R_{\mathrm{yx}}(-\tau )$ 相关系数计算公式为：${\rho }_{\mathrm{xy}}\left(\tau \right)=\frac{\underset{T\to \infty }{\lim }\frac{1}{T}{\int }_0^{T}x\left(t\right)y(t+\tau )\mathrm{dt}-{\mu }_x{\mu }_y}{{\sigma }_x{\sigma }_y}=\frac{R_{\mathrm{xy}}\left(\tau \right)-{\mu }_x{\mu }_y}{{\sigma }_x{\sigma }_y}$ 其中τ为延迟时间，μx，μy分别为x(t)，y(t)两列信号的均值，σx，σy分别为x(t)，y(t)两列信号的方差，由于|ρxy(τ)|≤1，所以相关系数|ρxy(τ)|在-1，1的范围内，通过互相关系数的计算，位于最大相差系数的τ值，即为泄漏到达两个传感器的时间差；为了准确确定延迟时间，每次必须计算ρxy(τ)和ρxy(-τ)，由上可知：${\rho }_{\mathrm{xy}}(-\tau )=\frac{R_{\mathrm{xy}}(-\tau )-{\mu }_x{\mu }_y}{{\sigma }_x{\sigma }_y}=\frac{R_{\mathrm{yx}}\left(\tau \right)-{\mu }_x{\mu }_y}{{\sigma }_x{\sigma }_y}$ 若ρxy(τ)波形内找到相关系数最大点，则表明x(t)信号中泄漏到达的时间早于y(t)，即若ρxy(-τ)波形内找到相关系数最大的点，则表明x(t)信号中泄漏到达的时间晚于y(t)；若相关分析后计算延迟时间为零，则表明中间相关或为噪声干扰或表明泄漏位于两个传感器正中，应移动一个传感器位置的重新相关分析；(4)、根据该时间差，由两个传感器间的距离和声波在不同管材中的传播速度，计算出泄漏点距两个传感器的距离： D＝2L+(V×Td) L＝0.5(D-V×Td)其中L为泄漏点距较近的传感器距离，D为两个传感器的距离，V为声波的速度，Td为泄漏声波到达两个传感器的时间差为Td；上述声波的速度V是由事先给定的不同管材、不同外径的管道速度表确定的。