本發(fā)明涉及地下管道的檢測儀器，具體地，涉及一種漏水檢測自動報警設(shè)備。
背景技術(shù)：
：目前我國多數(shù)城市采用被動檢漏法或以此法為主，檢漏手段也基本還是以人工為主，工作人員在檢測地下管道泄露時，通常是一根金屬桿或一根一米長的金屬管，一端接觸，另一端連接聽漏儀，沿管線路面逐次聽測地下因泄露引起的聲響。這種原始的人工聽漏方法可靠性低，抗干擾性差，通常需要深夜工作，需要耗費大量人力，聽漏經(jīng)驗的積累需數(shù)年的實踐經(jīng)驗且難以訓(xùn)練和傳教。另一種檢漏方法為布點式檢漏法，通過在在管網(wǎng)內(nèi)進行布點式組網(wǎng)，通過采集多個傳感器的信息進行比對分析，進行漏電位置的判斷，可以節(jié)約大量人力，但是由于需要大范圍的布點，施工成本及維護成本非常高，同時設(shè)備操作復(fù)雜。因此需要者一種漏水檢測設(shè)備以提高工作人員的檢漏效率，降低難度。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種漏水檢測自動報警設(shè)備，通過壓電傳感器采集管道內(nèi)的震動信息，通過比對采集到的聲音信號的特征，判斷是否存在漏水聲音；在使用中，本發(fā)明能夠有效的排除路邊車倆行駛以及水流動產(chǎn)生的干擾信號；同時還方便攜帶，快速檢測，無需布點的優(yōu)勢。根據(jù)本發(fā)明提供的漏水檢測自動報警設(shè)備，包括前端傳感器以及手持終端，所述前端傳感器與手持終端相連；其中，所述前端傳感器，用于獲取振動信號，并將振動信號轉(zhuǎn)化為模擬電信號，并將模擬電信號經(jīng)過濾波放大后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，將數(shù)字信號發(fā)送至手持終端；所述手持終端，用于處理并分析所述數(shù)字信號中的聲音信號特征，根據(jù)處理結(jié)果發(fā)出報警信號。優(yōu)選地，所述前端傳感器包括順次相連的壓電傳感器、濾波放大電路以及AD轉(zhuǎn)換電路；所述AD轉(zhuǎn)換電路連接所述手持終端。優(yōu)選地，所述前端傳感器上設(shè)置有磁性吸盤或探桿；磁性吸盤或探桿用于與被測管道進行剛性接觸。優(yōu)選地，所述濾波放大電路包括順序相連的濾波器、電荷放大器、程控放大器和阻抗變換電路；所述濾波器連接所述壓電傳感器；所述阻抗變換電路連接所述AD轉(zhuǎn)換電路。優(yōu)選地，所述的手持終端包括數(shù)字處理模塊、人機交互模塊以及電源模塊；其中，所述人機交互模塊、所述電源模塊連接所述數(shù)字處理模塊；數(shù)字處理模塊用于分析所述數(shù)字信號中的聲音信號特征并判斷漏水概率；人機交互模塊，用于向所述數(shù)字處理模塊發(fā)送控制信息，控制前端傳感器的放大倍數(shù)，顯示漏點等級和漏點概率。優(yōu)選地，所述數(shù)字處理模塊包括Welch法功率譜估計模塊、漢明窗濾波模塊、自適應(yīng)門限模塊、存儲模塊以及判定模塊；所述存儲模塊依次通過所述漢明窗濾波模塊、Welch法功率譜估計模塊、自適應(yīng)門限模塊以及判定模塊；存儲模塊模塊用于保存原始數(shù)據(jù)；漢明窗濾波模塊用于對每包原始數(shù)據(jù)進行濾波；濾波后的原始數(shù)據(jù)發(fā)送至Welch法功率譜估計模塊；Welch法功率譜估計模塊用于將濾波后的原始數(shù)據(jù)通過Welch算法計算出功率譜；所述自適應(yīng)門限模塊用于通過累積功率譜中50Hz～5KHz的整個頻段的信號能量，通過加權(quán)平均進行歸一化生成累積信號；判定模塊用于通過分析比對累積信號的穩(wěn)定度及功率判定是否存在漏水信號。優(yōu)選地，所述電源模塊采用7.4V2600mAh的可充電鋰電池。優(yōu)選地，人機交互模塊包括按鍵開關(guān)和顯示屏；所述按鍵開關(guān)和顯示屏連接所述數(shù)字處理模塊。優(yōu)選地，所述按鍵開關(guān)采用薄膜按鍵開關(guān)；所述顯示屏采用OLED顯示屏。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：1、本發(fā)明采用Welch法功率譜估計、漢明窗濾波、自適應(yīng)門限等技術(shù)對振動信號進行處理通過比對信號特征來判定是否存在漏水信號，代替了傳統(tǒng)的通過人耳進行管道漏水檢測的手段，節(jié)約了檢測工作人員的工作時間，降低了檢測難度，使漏水檢測更加的科學(xué)化；2、本發(fā)明操作簡單，使用及維護成本低，每套設(shè)備能夠獨立進行漏水檢測無需進行大范圍布點，方便攜帶；3、本發(fā)明通過進行信號特征的提取及比對，可以有效的區(qū)分道路車輛行駛噪聲以及其他噪聲，使得在吵雜環(huán)境下也能夠正常工作。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：圖1為本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖；圖2為本發(fā)明的功能框圖；圖3為本發(fā)明的工作流程圖；圖4為本發(fā)明中數(shù)據(jù)處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。在本實施例中，本發(fā)明提供的漏水檢測自動報警設(shè)備，包括前端傳感器以及手持終端，所述前端傳感器與手持終端相連；其中，所述前端傳感器，用于獲取振動信號，并將振動信號轉(zhuǎn)化為模擬電信號，并將模擬電信號經(jīng)過濾波放大后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，將數(shù)字信號發(fā)送至手持終端；所述手持終端，用于處理并分析所述數(shù)字信號中的聲音信號特征，根據(jù)處理結(jié)果發(fā)出報警信號。所述前端傳感器包括順次相連的壓電傳感器、濾波放大電路以及AD轉(zhuǎn)換電路；所述AD轉(zhuǎn)換電路連壓電傳感器利用某些物質(zhì)如石英晶體的壓電效應(yīng)，在加速度計受振時質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。在本實施例中壓電傳感器選用的是揚州科動電子的KD1300傳感器，該傳感器具有頻響寬、靈敏度高、橫向靈敏度小和抗外界干擾能力強的優(yōu)點。接所述手持終端。所述前端傳感器上設(shè)置有磁性吸盤或探桿；磁性吸盤或探桿用于與被測管道進行剛性接觸。所述濾波放大電路包括順序相連的濾波器、電荷放大器、程控放大器和阻抗變換電路；主要對壓電傳感器接收到的信號進行轉(zhuǎn)換調(diào)理，使得弱信號的電荷信號通過轉(zhuǎn)換，程控增益放大，阻抗匹配等環(huán)節(jié)后，其幅值在進入AD轉(zhuǎn)換器之前，具有良好的動態(tài)范圍和信噪比。所述濾波器連接所述壓電傳感器；所述阻抗變換電路連接所述AD轉(zhuǎn)換電路。電荷放大器主要由放大器反饋電容、并聯(lián)在反饋電容兩端的漏電阻、輸入電容，輸入電阻和OP07運算放大器構(gòu)成，實現(xiàn)電荷信號到電壓信號的轉(zhuǎn)換。程控放大器主要由NE5534運算放大器、反饋電阻、輸入電阻，&￥HC4052模擬開關(guān)組成，可實現(xiàn)放大倍數(shù)為27和100倍的選擇放大，進行信號處理。阻抗變換電路主要通過OP07運算放大器構(gòu)成跟隨器，對ADC之前的信號進行變換，防止影響ADC采集阻抗變化。AD轉(zhuǎn)換電路使用A/D轉(zhuǎn)換芯片為TI公司的ADS8512.該芯片是一款5V供電、低功耗、12位采樣的AD轉(zhuǎn)換芯片。ADS8512使用SPI兼容串行接口與手持終端中的主控制器連接，并使SPI兼容串行接口傳輸AD采樣數(shù)據(jù)。所述的手持終端包括數(shù)字處理模塊、人機交互模塊以及電源模塊；其中，所述人機交互模塊、所述電源模塊連接所述數(shù)字處理模塊；數(shù)字處理模塊用于分析所述數(shù)字信號中的聲音信號特征并判斷漏水概率；人機交互模塊，用于向所述數(shù)字處理模塊發(fā)送控制信息，控制前端傳感器的放大倍數(shù)，顯示漏點等級和漏點概率。所述數(shù)字處理模塊包括Welch法功率譜估計模塊、漢明窗濾波模塊、自適應(yīng)門限模塊、存儲模塊以及判定模塊；所述存儲模塊依次通過所述漢明窗濾波模塊、Welch法功率譜估計模塊、自適應(yīng)門限模塊以及判定模塊；存儲模塊模塊用于保存原始數(shù)據(jù)；讀取存儲完的原始數(shù)據(jù)；漢明窗濾波模塊用于對每包原始數(shù)據(jù)進行濾波；濾波后的原始數(shù)據(jù)發(fā)送至Welch法功率譜估計模塊；Welch法功率譜估計模塊用于將濾波后的原始數(shù)據(jù)通過Welch算法計算出功率譜；所述自適應(yīng)門限模塊用于通過累積功率譜中50Hz～5KHz的整個頻段的信號能量，通過加權(quán)平均進行歸一化生成累積信號；判定模塊用于通過分析比對累積信號的穩(wěn)定度及功率判定是否存在漏水信號。如當(dāng)累積信號的穩(wěn)定度和功率大于設(shè)定閾值時，判斷存在漏水信號。所述電源模塊采用7.4V2600mAh的可充電鋰電池。所述手持終端還能夠?qū)Φ碗娏恳约按鎯臻g不足進行信息告警。數(shù)字處理模塊如圖4所示，主控芯片采用ST公司的STM32F407芯片。其中，漢明窗濾波模塊為128階FIR數(shù)字濾波器。通常我們會利用FFT對周期性或者非周期性的確定性信號進行處理。對于通常的平穩(wěn)隨機信號，因其是有限長的，可以根據(jù)現(xiàn)有有限的信號數(shù)據(jù)來還原信號真實的功率譜曲線，這就是功率譜估計。根據(jù)實驗分析，漏水信號是一種平穩(wěn)的隨機信號，所以非常適用功于率譜進行分析。Welch算法是周期圖法的一種改進，用表示W(wǎng)elch算法的結(jié)果，其過程是將整個信號x(n)的長度N分成p段，每段M個數(shù)據(jù)，則第p段的修正周期圖為Jp(ω)=1MU|M-1n=0Xp(n)w(n)e-jωn|2]]>其中，是歸一化因子，可以調(diào)整，w(n)為窗函數(shù)。對P個分段的周期圖進行平均，可得到整個信號x(n)的功率譜估計：B^x(ω)=1PPp=0Jp(ω)]]>自適應(yīng)門限模塊通過累積50Hz～5KHz的整個頻段的信號能量，通過加權(quán)平均進行歸一化，進行初步的篩選踢出弱信號。判定模塊通過分析比對累積信號的穩(wěn)定度及功率判定是否存在漏水信號。本發(fā)明所述的漏水檢測自動報警設(shè)備工作流程如下：上電后，完成對所有硬件模塊的初始化工作；設(shè)置前端傳感器的放大倍數(shù)；采集數(shù)據(jù)并存儲；對采集數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理分析，并顯示分析結(jié)果，對漏水情況提供聲、光報警指示；對設(shè)備低電量、存儲空間不足等異常情況進行檢測并報警。人機交互模塊包括按鍵開關(guān)和顯示屏；所述按鍵開關(guān)和顯示屏連接所述數(shù)字處理模塊其中，按鍵開關(guān)選用的是薄膜按鍵開關(guān)，薄膜按鍵開關(guān)具有防水、防塵、重量輕、體積小、裝聯(lián)方便等特性。設(shè)備中總共有兩個按鍵，“運行”和“設(shè)置”?！霸O(shè)置”鍵用于控制傳感探頭放大電路的程控放大倍數(shù)、“運行”鍵用于控制設(shè)備開始采樣和數(shù)據(jù)分析。顯示屏選用的OLED顯示屏作為信息輸出方式，相比傳統(tǒng)的LCD顯示屏具備自發(fā)光，不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、功耗低等有點，并且在戶外強光下的顯示效果優(yōu)于LCD屏。設(shè)備中的OLED顯示屏選中的2.42寸的OLED顯示屏。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。當(dāng)前第1頁1 2 3