CN102182934B - 一种管网渗漏在线自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管网渗漏在线自动检测装置，属于管网渗漏的检测技术领域。其包括水表，水表内设置有：声音传感器、声音信号采样电路、时间控制装置、信号处理电路、比较电路、通信模块、电源。与现有技术相比，本发明能通过安装在水表中的声音传感器定期自动收集及处理管网中的声音信息，并与标准频谱比较后得出管网是否出现渗漏的结果，由于是自动检测，省时省力，而且，所有的频谱都是与标准频谱进行比较，避免了人工检漏时出现的完全依靠个人经验导致检测标准及检测结果不一致的现象，本发明的检测结果具有客观、准确的特点。

Description

一种管网渗漏在线自动检测装置

技术领域

本发明涉及管网渗漏的检测技术领域，具体地说涉及一种与水表技术相结合的管网渗漏在线自动检测装置。

背景技术

城市供水管网是城市重要的基础设施，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”。它的维护、管理水平的高低直接影响到市民的日常生活、工厂企业的生产运转。由于管道年久失修或其他管线施工的干扰等原因，跑冒渗漏现象时有发生，而且大多渗漏在相当长时间内不为人所知，造成了水资源的极大浪费。在经济发展、城市化建设日益加快的今天，供水管网的渗漏不但影响居民的用水安全，也影响了供水企业的社会和经济效益。为此，采取有效控制措施来减少管网渗漏是我们急需解决的问题。

目前减少管网渗漏首先一方面从管线施工时即加强施工质量管理，能一定程度上减少管网渗漏情况，另一方面，对于年久失修的管网，实施定期检漏，但目前的传统检漏方式大多需要请专业的检漏队伍进行检漏工作，不但费时费力，而且，由于检漏的效果很大程度上取决于检漏人员的经验，因此，造成了检漏效果得不到保证，有时，由于每个人依据的标准不同，导致不同的检漏人员会得出不同的结果。

因此，实现对水管内的管网渗漏情况进行即时检测以达到第一时间知道管网是否渗漏的目的成为一种必要。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种使用方便，能够即时检测得知管网中水的渗漏情况的管网渗漏在线自动检测装置。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种管网渗漏在线自动检测装置，包括：声音传感器，用于接收管网水流及水流渗漏声音信息，并发送声音信号；声音信号采样电路，与所述声音传感器相连，用于采集所述声音传感器发出的声音信号；时间控制装置，与所述声音信号采样电路相连接，所述声音传感器完成一次工作后若时间达到预定时长，所述时间控制装置向所述声音信号采样电路输出时间信号，控制所述声音信号采样电路进行采样；信号处理电路，用于接收所述声音信号采样电路采集的声音信号，并对所述声音信号进行频谱分析，并向外输出声音频谱信号；比较电路，与所述信号处理电路相连接，用于接收所述信号处理电路发出的所述声音频谱，并与预先设定的标准频谱比较，最后输出测量结果；通信模块，与所述比较电路相连接，用于接收所述比较电路输出的测量结果，并将所述测量结果向外发送；电源，与所述声音信号采样电路相连；稳压装置，设置在所述电源与所述声音信号采样电路之间。

本发明能通过安装在水表中的声音传感器定期自动收集及处理管网中的声音信息，并与标准频谱比较后得出管网是否出现渗漏的结果，由于是自动检测，省时省力，而且，所有的频谱都是与标准频谱进行比较，避免了人工检漏时出现的完全依靠个人经验导致检测标准及检测结果不一致的现象，本发明的检测结果具有客观、准确的特点。

从实际应用来说，声音传感器工作稳定与否与最后的检测结果直接相关，而影响声音传感器工作稳定性的主要因素是电源提供电压的稳定性，而电源在长期使用之后，其电压不可避免会产生一定程度的波动，为了避免电压不稳定造成检测结果产生偏差，上述电源与所述声音信号采样电路之间设置有稳压装置。该稳压装置能够确保电源提供给光电元件的电压保持在一稳定数值，从而确保声音传感器工作稳定性。

为了取得更好的技术效果，进一步的技术措施还包括：上述管网渗漏在线自动检测装置还包括与所述比较电路相连接的报警器。报警器可以是蜂鸣器或能够发出闪烁光的光源，当管网中出现渗漏现象时，报警器即发出声音或闪烁光等容易引起人们注意的信号，提醒人们尽早得知管网渗漏的情况，实现尽快弥补堵漏的目的。

为了尽量准确、快捷地确定管网中具体渗漏的地点，上述管网渗漏在线自动检测装置还包括控制终端，所述比较电路输出的测量结果以有线或无线的方式传输至所述控制终端，所述控制终端应用地理信息系统准确找到泄漏地点。通常来说，管网中一个位置发生渗漏，往往会有数个环绕在其周围的水表发出测量信息，控制终端能够根据这些水表的分布来确定管网中具体的渗漏地点，大大降低了以往人工检漏的工作量。

进一步改进方案之一：上述声音信号采样电路还信号连接有流量监测模块，所述流量监测模块包括流量信号采样电路和流量识别电路，用于检测所述水表内水的流量，并且当流量小于设定值时向所述声音信号采样电路发出流量监测信号，所述声音信号采样电路接收到所述流量监测信号后控制所述声音传感器工作。值得注意的是，检测的外部环境对于检测结果具有一定的影响，当周围噪音较小时，很明显声音传感器收集到的声音信息较少，其受到的干扰也较小，检测结果自然更加准确，特别是在夜间，检测效果更加显著，而且在管内水流动状态下，水的流动声音也会造成一定干扰，因此，控制管内的水流量对于检测效果有显著的改善。

另一改进方案：所述时间控制装置还连接有流量监测模块，所述流量监测模块包括流量信号采样电路和流量识别电路，所述流量信号采样电路与所述时间控制装置相连，所述流量识别电路与所述通信模块相连，所述流量信号采样电路用于在接收所述时间控制装置发送的所述时间控制信号后检测所述水表1内水的流量，所述流量识别电路用于识别所述流量信号所反映出来的水流量大小，并将结果输送至所述通信模块。本方案中的通信模块同时接收流量信号和比较电路输出的测量结果，并据此判断数据是否有效。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）本发明可自动检测出管网内的水是否渗漏，使用简单方便，所测结果能及时反映管网的渗漏情况；2）所有的频谱都是与标准频谱进行比较，避免了人工检漏时出现的完全依靠个人经验导致检测标准及检测结果不一致的现象，本发明的检测结果具有客观、准确的优点；3）报警器能起到提醒人们尽早得知管网中的水已渗漏的作用，实现尽快堵漏的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为信号传输示意图。

图3为本发明实施例1的浑浊度传感器的电路框图示意图。

图4为本发明实施例2的浑浊度传感器的电路框图示意图。

图5为本发明实施例3的浑浊度传感器的电路框图示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1 ，一种管网渗漏在线自动检测装置，包括水表1，所述水表1内设置有：声音传感器，用于接收管网水流及水流渗漏声音信息，并发送声音信号，声音传感器可设置于水表1内的各个位置，如附图1所示，图中A、B、C、D、E或F均可以用来设置声音传感器；声音信号采样电路，与所述声音传感器相连，用于采集所述声音传感器发出的声音信号；时间控制装置，与所述声音信号采样电路相连接，所述声音传感器完成一次工作后若时间达到预定时长，所述时间控制装置向所述声音信号采样电路输出时间信号，控制所述声音信号采样电路进行采样；信号处理电路，与所述声音信号采样电路相连接，用于接收所述声音信号采样电路发送的声音信号，并对所述声音信号进行频谱分析，并向外输出声音频谱信号；比较电路，与所述信号处理电路相连接，用于接收所述信号处理电路发出的所述声音频谱，并与预先设定的标准频谱比较，最后输出测量结果；通信模块，与所述比较电路相连接，用于接收所述比较电路输出的测量结果，并将所述测量结果向外发送；电源，与所述声音信号采样电路相连。管网渗漏在线自动检测装置还包括与所述比较电路相连接的报警器。

管网渗漏在线自动检测装置还包括控制终端，所述比较电路输出的测量结果以有线或无线的方式传输至所述控制终端，所述控制终端应用地理信息系统准确找到泄漏地点。

上述电源与所述声音信号采样电路之间设置有稳压装置。

上述声音信号采样电路还信号连接有流量监测模块，所述流量监测模块包括流量信号采样电路和流量识别电路，用于检测所述水表1内水的流量，并且当流量小于设定值时向所述声音信号采样电路发出流量监测信号，所述声音信号采样电路接收到所述流量监测信号后控制所述声音传感器工作。

本发明的工作原理是：利用管网渗漏时产生的声音与周围噪音不同的原理，两种声音的频谱也是不一致的，比如说噪声通常是短暂的，无规律的，而漏水声是连续的，有规律的，而且漏水时往往伴随周围沙石、土壤的流动、摩擦的声音。首先收集管网渗漏时产生的声音制成标准频谱，这时又可以根据漏水量的大小，如大量漏水即爆管、少量漏水、一般漏水也即渗漏或滴漏，制成不同的标准频谱，然后将声音传感器收集的声音处理成频谱后与标准频谱相比较，若频谱分析结果两者相同或相类似，则确认管网中出现了渗漏，并且可根据与其相同或相类似的标准频谱判断出渗漏的类型。

实施例2，一种管网渗漏在线自动检测装置，包括水表1，所述水表1内设置有： 声音传感器，用于接收管网水流及水流渗漏声音信息，并发送声音信号，声音传感器可设置于水表1内的各个位置，如附图1所示，图中A、B、C、D、E或F均可以用来设置声音传感器；声音信号采样电路，与所述声音传感器相连，用于采集所述声音传感器发出的声音信号；时间控制装置，与所述声音信号采样电路相连接，所述声音传感器完成一次工作后若时间达到预定时长，所述时间控制装置向所述声音信号采样电路输出时间信号，控制所述声音信号采样电路进行采样；信号处理电路，与所述声音信号采样电路相连接，用于接收所述声音信号采样电路发送的声音信号，并对所述声音信号进行频谱分析，并向外输出声音频谱信号；比较电路，与所述信号处理电路相连接，用于接收所述信号处理电路发出的所述声音频谱，并与预先设定的标准频谱比较，最后输出测量结果；通信模块，与所述比较电路相连接，用于接收所述比较电路输出的测量结果，并将所述测量结果向外发送；电源，与所述声音信号采样电路相连。

管网渗漏在线自动检测装置还包括与所述比较电路相连接的报警器。

管网渗漏在线自动检测装置还包括控制终端，所述比较电路输出的测量结果以有线或无线的方式传输至所述控制终端，所述控制终端应用地理信息系统准确找到泄漏地点。

上述电源与所述声音信号采样电路之间设置有稳压装置。

上述时间控制装置还连接有流量监测模块，所述流量监测模块包括流量信号采样电路和流量识别电路，所述流量信号采样电路与所述时间控制装置相连，所述流量识别电路与所述通信模块相连，所述流量信号采样电路用于在接收所述时间控制装置发送的所述时间控制信号后检测所述水表1内水的流量，所述流量识别电路用于识别所述流量信号所反映出来的水流量大小，并将结果输送至所述通信模块。

本实施例与实施例1的区别在于实施例1的声音信号的采集需要时间和流量同时满足要求才开始进行，所采集到的信号绝大多数为有效信号，而本实施例对有效信号的筛选在声音信号采集并处理完后才进行。

实施例3，本实施例中与实施例1的区别在于：本实施例的信号处理电路和比较电路没有集成在水表终端，而是设置在外部的处理终端内，声音信号采样电路采集的声音信号直接通过通信模块传输至处理终端内的信号处理电路，再经由比较电路与预先设定的标准频谱比较，最后输出测量结果。

Claims (5)

1.一种管网渗漏在线自动检测装置，其特征在于包括：声音传感器，用于接收管网水流及水流渗漏声音信息，并发送声音信号；声音信号采样电路，与所述声音传感器相连，用于采集所述声音传感器发出的声音信号；时间控制装置，与所述声音信号采样电路相连接，所述声音传感器完成一次工作后若时间达到预定时长，所述时间控制装置向所述声音信号采样电路输出时间信号，控制所述声音信号采样电路进行采样；信号处理电路，用于接收所述声音信号采样电路采集的声音信号，并对所述声音信号进行频谱分析，并向外输出声音频谱信号；比较电路，与所述信号处理电路相连接，用于接收所述信号处理电路发出的所述声音频谱，并与预先设定的标准频谱比较，最后输出测量结果；通信模块，与所述比较电路相连接，用于接收所述比较电路输出的测量结果，并将所述测量结果向外发送；电源，与所述声音信号采样电路相连；稳压装置，设置在所述电源与所述声音信号采样电路之间。

2.根据权利要求1所述的一种管网渗漏在线自动检测装置，其特征在于：还包括与所述比较电路相连接的报警器。

3.根据权利要求1所述的一种管网渗漏在线自动检测装置，其特征在于：还包括控制终端，所述比较电路输出的测量结果以有线或无线的方式传输至所述控制终端，所述控制终端应用地理信息系统准确找到泄漏地点。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的一种管网渗漏在线自动检测装置，其特征在于：所述声音信号采样电路还通过信号传输连接有流量监测模块，所述流量监测模块包括流量信号采样电路和流量识别电路，用于检测水表（1）内水的流量，并且当流量小于设定值时向所述声音信号采样电路发出流量监测信号，所述声音信号采样电路接收到所述流量监测信号后控制所述声音传感器工作。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的一种管网渗漏在线自动检测装置，其特征在于：所述时间控制装置还连接有流量监测模块，所述流量监测模块包括流量信号采样电路和流量识别电路，所述流量信号采样电路与所述时间控制装置相连，所述流量识别电路与所述通信模块相连，所述流量信号采样电路用于在接收所述时间控制装置发送的所述时间控制信号后检测水表（1）内水的流量，所述流量识别电路用于识别所述流量信号所反映出来的水流量大小，并将结果输送至所述通信模块。

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