[发明专利]应用瞬变激励进行给水管道漏失定量和定位的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种给水管道漏失定量和定位的装置及方法，具体涉及一种应用瞬变激励进行给水管道漏失定量和定位的装置及方法，属于给水管道运行维护技术领域。

背景技术

给水管道是城市能源生产和供应的生命线，一般埋于地下，具有数量大、位置分散、拓扑结构复杂、腐蚀因素多、工作年限长等特点。随着城市建设的发展和人口的增加，管道发生故障或事故等安全问题日益突出，极大危害人身健康和生态环境，造成巨大经济损失和不良社会影响。目前我国城市市政管道长期运行，使得管道老化，且缺少先进的泄漏探测的安全恢复技术，市政管道的运行安全受到极大威胁。

常用的检漏技术方法分为被动检漏法和主动检漏法。传统意义上的检漏方法，即被动检漏法，是一种最原始的检漏方法，它是一种主要以发现明漏为主的方法。主要靠专门的巡检人员据管道图巡查及居民的报漏来发现漏点，它虽然投入资金少，管理费用低，但是对暗漏和漏水点不是冒水点的明漏很难发现和判断。因此，此种方法有很大的局限性，单凭此法并不能将漏水率控制在一个较好的水平。主动检漏法是在地下管道漏水冒出地面之前，通过使用各种方法和仪器将之检查出的方法，主要包括：

1.音听检漏法。用听音杆或电子放大听漏仪直接在管道暴露点(如消火栓、阀门等)听测由漏水点产生的漏水声，从而确定漏水管道，缩小漏水检测范围。采用音听技术只能确定管道是否存在漏失，而不能对其准确定位，这主要是由于：环境噪音问题无法从根本上解决；当声音较大时，检测范围也进一步扩大，进而增大了定位漏失点的难度；有时漏水声过小，采用音听法也难以检出；且由于液体中有空气和微小悬浮颗粒存在，致使音速部分降低，也会影响对漏点的定位精度。

2.离线检查主要包括被动检修和示踪检漏。被动检修即发现明漏后再去检修。除了明显的向上冒水外，在进行路(地)面调查时，如发现明显局部下陷、泥土潮湿、绿化地带植物特别茂盛、下凹部位经常潮湿有水、下水道等人工井里有水流入等情况而附近有水管者，可对水管进行勘察，看是否漏水。这种方法耗时、费力，但它仍被国内多数自来水公司所采用，并设有专人进行寻检。示踪检漏是指在水中加入无毒易检测的示踪剂，在地面监测示踪剂浓度，确定是否有漏失存在。常用的示踪剂有SF6、N2O、CH4-N2等，且有的供水部门通过训练有素的犬来辨别示踪剂的气味。但这种方法使用成本高，设备多、操作复杂，且监测结果很大程度取决于天气条件和风向，只有必要时才可采用。

此外，目前比较流行的一些对地面无破坏的漏失检测方，如地下雷达、测定土壤阻抗系数、红外温度记录等。其中红外温度记录通过采用计算机热成像技术和全球定位系统(GPS)，使检漏效率不断提高。但现有这些方法的使用成本都非常高，且耗时，易受周围环境影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有检测给水管道漏失定量和定位的装置及方法的使用成本高，且耗时，易受周围环境影响的问题，进而提供一种应用瞬变激励进行给水管道漏失定量和定位的装置及方法。

本发明的技术方案是：应用瞬变激励进行给水管道漏失定量和定位的装置包括上游流量传感器、下游流量传感器、工控机、数据采集卡和多个压力传感器，上游流量传感器和下游流量传感器分别设置在管道的入水端和出水端，多个压力传感器分别设置在位于上游流量传感器和下游流量传感器之间的管道侧壁上，上游流量传感器、下游流量传感器和多个压力传感器的数据输出端均与数据采集卡的数据输入端连接，数据采集卡的数据输出端与工控机的数据输入端连接。

本发明还提供了一种应用瞬变激励进行给水管道漏失定量和定位的方法，其具体方法如下：

步骤一、在管道的上游和下游分别设置一个上游流量传感器和一个下游流量传感器，作为两个流量监测点，工控机通过数据采集卡采集上游流量传感器和下游流量传感器的实时流量值，在管道上设置多个压力传感器，作为压力监测点，工控机通过数据采集卡对其压力进行实时采集，并缓存在工控机中，将实时采集的管线上的各点的压力值做为管线正常运行时的稳态值；

步骤二、将根据上游流量传感器采集的实时流量值和下游流量传感器采集的实时流量值输入工控机中已经设置好的计算模块中，计算出管道运行的上游与下游流量值差值，判断实时流量的差值是否均超过阈值，判断结果为是，则执行步骤三，判断结果为否，则执行步骤一重新采集实时压力值和实时流量值；

步骤三、如果实时流量的差值超过阈值，意味着这时的管网处于漏失状态，管网中的水压会产生瞬变激励，工控机和数据采集卡继续采集漏失状态下的各监测点的压力值；