專利名稱：漏水檢測(cè)儀及檢測(cè)系統(tǒng)、及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)技術(shù)，特別是涉及一種供水管道或供水管網(wǎng)的漏水檢測(cè)而以及具有該檢測(cè)儀的檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
水資源關(guān)系著城市各行各業(yè)、千家萬戶，由于水資源不可替代，人們想盡辦法進(jìn)行節(jié)水、省水。城市供水一直是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的重要基礎(chǔ)設(shè)施，具有極重要的地位，對(duì)城市發(fā)展具有全局性和先導(dǎo)性的影響。在保證供水安全可靠的前提下，解決供水管道或供水管網(wǎng)漏損嚴(yán)重的問題成為長(zhǎng)期困擾世界供水行業(yè)的一大難題。目前我國(guó)多數(shù)城市采用被動(dòng)檢漏法或以此法為主。檢漏手段也基本上還是人工方法，由有經(jīng)驗(yàn)的工人借助簡(jiǎn)單的聽漏儀(聲音放大器)沿管線路面逐米聽測(cè)地下因泄漏引起的聲響。這種原始的人工聽漏方法可靠性低，抗干擾性差，通常需在深夜工作，需要耗費(fèi)大量人力，聽漏經(jīng)驗(yàn)的積累需數(shù)年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)且難以訓(xùn)練和傳教。基于此，為提高檢漏技術(shù)，根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)逐步建立了一些檢測(cè)方法?，F(xiàn)有的管道檢測(cè)方法一般分外部和內(nèi)部檢測(cè)兩種。內(nèi)部檢測(cè)法采用基于磁通、超聲、渦流、錄像等技術(shù)的管內(nèi)投球，檢測(cè)較準(zhǔn)確但體積龐大只適于大口徑管道，基于內(nèi)部檢測(cè)法的儀器一般設(shè)計(jì)成清管器型，這種結(jié)構(gòu)易發(fā)生堵塞，而造成整個(gè)供述管道或供水網(wǎng)絡(luò)停運(yùn)嚴(yán)重事故，且耗費(fèi)較大，不適于供水管道網(wǎng)檢測(cè)。外部檢測(cè)法如沿管巡視、流量差法、壓力差法和負(fù)壓波法等費(fèi)用較低，但精度也較低。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要提供一種能準(zhǔn)確檢測(cè)漏水的漏水檢測(cè)儀。同時(shí)，提供一種能準(zhǔn)確檢測(cè)漏水的漏水檢測(cè)系統(tǒng)。同時(shí)，提供一種能準(zhǔn)確檢測(cè)漏水的漏水檢測(cè)方法。一種漏水檢測(cè)儀，包括
采集裝置采集聲音信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；
處理裝置對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，進(jìn)行頻率分析與計(jì)算，提取聲音信號(hào)的特征， 對(duì)聲音信號(hào)的功率譜進(jìn)行估計(jì)，功率譜估計(jì)分析信號(hào)的主要頻率成分，根據(jù)功率譜圖的峰值及帶寬判斷是否有泄漏產(chǎn)生。在優(yōu)選的實(shí)施例中，若處理裝置判斷有泄漏產(chǎn)生則執(zhí)行漏點(diǎn)定位步驟分析時(shí)延信息，根據(jù)兩個(gè)傳感器傳輸?shù)穆曇魯?shù)據(jù)信號(hào)計(jì)算泄漏點(diǎn)位置 f _ (P-T0 ^
權(quán)利要求
1.一種漏水檢測(cè)儀，其特征在于，包括采集裝置采集聲音信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；處理裝置對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，進(jìn)行頻率分析與計(jì)算，提取聲音信號(hào)的特征， 對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行功率譜估計(jì)，功率譜估計(jì)分析信號(hào)的頻率成分，根據(jù)功率譜的峰值及帶寬判斷是否有泄漏產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的漏水檢測(cè)儀，其特征在于，若處理裝置判斷有泄漏產(chǎn)生則執(zhí)行漏點(diǎn)定位步驟分析時(shí)延信息，根據(jù)兩個(gè)傳感器傳輸?shù)穆曇魯?shù)據(jù)信號(hào)計(jì)算泄漏點(diǎn)位置 其中L為漏水點(diǎn)到其中一個(gè)傳感器的距離，D為兩個(gè)傳感器之間的距離，τ力延時(shí)時(shí)間或位移，V為聲音信號(hào)在該管道中的傳播速度；所述功率譜估計(jì)包括如下過程估計(jì)隨機(jī)信號(hào)的分析頻率范圍，過濾信號(hào)中分析頻率范圍外的高頻成分，取最高分析頻率的3-4倍確定隨機(jī)信號(hào)的采樣頻率；根據(jù)所需的頻率分辨率帶寬，確定快速傅里葉變換的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 Ifit = /}/V/,其中為采樣頻率，將隨機(jī)信號(hào)以快速傅里葉變換的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為單元分段，分段后的聲音信號(hào)所形成的數(shù)據(jù)段之間部分重疊，消除每個(gè)數(shù)據(jù)段的趨勢(shì)項(xiàng)，選取窗函數(shù)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)段進(jìn)行加窗處理，利用快速傅里葉變換算法對(duì)數(shù)據(jù)段作離散傅里葉變換，取每一個(gè)數(shù)據(jù)段變換結(jié)果幅值的平方，并除以快速傅里葉變換的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度Iffr作為功率譜函數(shù)的一次估計(jì)，將每次功率譜函數(shù)估計(jì)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)累加起來并除以累計(jì)次數(shù)，得到功率譜函數(shù)的估計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漏水檢測(cè)儀，其特征在于，每一段數(shù)據(jù)段的功率譜密度函數(shù)估計(jì)為 其中式中
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漏水檢測(cè)儀，其特征在于，所述處理裝置分析時(shí)延信息的過程采集裝置檢測(cè)的相對(duì)兩個(gè)或兩部分信號(hào)進(jìn)行相關(guān)性分析，找出相對(duì)的兩個(gè)或兩部分信號(hào)之間的相關(guān)函數(shù)關(guān)系，根據(jù)相關(guān)性進(jìn)行檢測(cè)和提取，根據(jù)相關(guān)函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，找出相關(guān)函數(shù)出現(xiàn)極值所對(duì)應(yīng)的延時(shí)量；所述采集裝置包括第一采集裝置、第二采集裝置，所述第一、第二采集裝置分別設(shè)置在漏水點(diǎn)的相對(duì)兩端或單元管道的兩端，設(shè)第一、第二采集裝置檢測(cè)到的聲音信號(hào)樣本函數(shù)分別為A (t)、B(t)，表示如下
5.一種漏水檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括漏水檢測(cè)儀及與所述漏水檢測(cè)儀通信連接的監(jiān)控終端，所述漏水檢測(cè)儀包括采集裝置采集聲音信號(hào)并進(jìn)行預(yù)處理；處理裝置對(duì)預(yù)處理后的聲音信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，并進(jìn)行頻率分析與計(jì)算，提取聲音信號(hào)的特征，對(duì)聲音信號(hào)的功率譜進(jìn)行估計(jì)，功率譜估計(jì)分析信號(hào)的主要頻率成分，根據(jù)功率譜圖的峰值及帶寬判斷是否有泄漏產(chǎn)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的漏水檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述漏水檢測(cè)儀作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控終端組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，所說采集裝置包括在管道的預(yù)定位置放置檢測(cè)聲音信號(hào)的傳感器，所述處理裝置包括與所述傳感器通信連接的變送器；所述變送器包括主、從機(jī)，所述從機(jī)將接收到的采集裝置采集的聲音信號(hào)傳輸給所述主機(jī)，并通過主機(jī)傳輸給監(jiān)控終端；所述主機(jī)與從機(jī)之間及所述主機(jī)與監(jiān)控終端之間無線傳輸通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的漏水檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述采集裝置包括第一采集裝置、第二采集裝置，若所述處理裝置判斷有泄漏產(chǎn)生則執(zhí)行漏點(diǎn)定位過程分析時(shí)延信息，根據(jù)兩個(gè)采集裝置傳輸?shù)穆曇魯?shù)據(jù)信號(hào)計(jì)算泄漏點(diǎn)位置
8.一種漏水檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟信號(hào)采集采集聲音信號(hào)并進(jìn)行預(yù)處理，功率譜估計(jì)對(duì)預(yù)處理后的聲音信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，并進(jìn)行頻率分析與計(jì)算，對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行功率譜估計(jì)，分析信號(hào)的頻率成分，根據(jù)功率譜的峰值及帶寬判斷是否有泄漏產(chǎn)生；若判斷有泄漏產(chǎn)生還包括漏點(diǎn)定位步驟分析時(shí)延信息，定位漏點(diǎn)位置，根據(jù)兩個(gè)不同位置的聲音數(shù)據(jù)信號(hào)計(jì)算泄漏點(diǎn)位置
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的漏水檢測(cè)方法，其特征在于，功率譜估計(jì)包括如下步驟估計(jì)隨機(jī)信號(hào)的分析頻率范圍，過濾信號(hào)中分析頻率范圍外的高頻成分，取最高分析頻率的3-4 倍確定隨機(jī)信號(hào)的采樣頻率；根據(jù)所需的頻率分辨率帶寬，確定快速傅里葉變換的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的漏水檢測(cè)方法，其特征在于，所述漏點(diǎn)定位步驟前還包括如下步驟提示是否需要測(cè)速，若接收到需要測(cè)速信息則進(jìn)入到速度測(cè)試程序測(cè)試聲音信號(hào)在管道中的傳播速度，測(cè)速完成進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)入漏點(diǎn)定位步驟；否則若接收到不需要測(cè)速信息則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)入到漏點(diǎn)定位步驟；所述漏點(diǎn)定位步驟前還包括提示輸入管道參數(shù)的步驟，當(dāng)接收到管道的參數(shù)信息則調(diào)用內(nèi)部存儲(chǔ)的相應(yīng)管道的管道速率。
全文摘要
一種漏水檢測(cè)儀、檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，包括采集裝置采集聲音信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；處理裝置對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，進(jìn)行頻率分析與計(jì)算，提取聲音信號(hào)的特征，對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行功率譜估計(jì)，功率譜估計(jì)分析信號(hào)的頻率成分，根據(jù)功率譜的峰值及帶寬判斷是否有泄漏產(chǎn)生；上述的漏水檢測(cè)儀、檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單且檢測(cè)精確，通過快速傅里葉函數(shù)變換和功率譜分析，用模式識(shí)別方法識(shí)別出漏水故障，使維護(hù)人員能盡快排除故障，更換水管，避免浪費(fèi)，保證了供水質(zhì)量，減少了經(jīng)濟(jì)損失；避免因供水漏水檢測(cè)困難所造成的浪費(fèi)問題，檢測(cè)方法精確便于控制。
文檔編號(hào)F17D5/06GK102606891SQ20121010448
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者梁斌, 肖國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:廣州東芝白云自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司