CN107701927B - 利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法 - Google Patents
利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107701927B CN107701927B CN201710832174.8A CN201710832174A CN107701927B CN 107701927 B CN107701927 B CN 107701927B CN 201710832174 A CN201710832174 A CN 201710832174A CN 107701927 B CN107701927 B CN 107701927B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- acoustic transducer
- underwater acoustic
- hydrophone
- leakage point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
- F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
本发明涉及一种利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法，该系统包括：第一水声换能器，设于管网中的第一节点处，所述第一水声换能器包括第一水听器和第一信号发生器；第二水声换能器，设于管网中的第二节点处，所述第二水声换能器包括第二水听器和第二单片机；所述第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，信号发生器产生脉冲信号；单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号处理得出漏水点距离第一水声换能器的精确位置。本发明利用第一水声换能器，根据水声信号的特征，对漏水信号进行判断，进而发出参考信号(脉冲信号)，第二水声换能器根据漏水信号和参考信号的时间差，完成漏水地点的定位，从而无需对水声换能器进行同步。
Description
技术领域
本发明涉及供水管网的检测，具体地指一种利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法。
背景技术
我国城市供水管网漏损率达15％～30％，有的地方甚至超过50％。管道泄漏也是世界范围内的普遍问题，据估计，全球范围内管网漏损率平均为20％～30％，每年全世界因此损失超过140亿美元。因此，对水网管路漏水情况必须进行全天候实时监测，并能对漏水位置进行准确测定。
目前，大的水网路全天候实时监测是通过在网路的节点处(开关、阀门)安装传感器(流量，声学)的方法实现。测定漏水位置通常是利用两个声学传感器采集漏水信号，然后对这两个信号做时间差的计算。准确计算时间差的关键是两只声学传感器在同一时间采集信号，即同步。当网路节点之间的距离是数百米乃至一两公里时，传感器的同步信号采集就成为问题。理论上说，传感器的同步可以通过有线和无线通信网络实现。然而，一方面，并不是所有的水网节点都有通信网络覆盖，没有通信网络覆盖的水网节点信号就采集不到时间信号，无法实现同步；另一方面，租用通信网络会增加使用单位的运营成本。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法，本发明在两个节点间用两只水声换能器准确测定漏水位置，且无需所述两只水声换能器同步。
实现本发明目的采用的技术方案是一种利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，该系统包括：
第一水声换能器，设于管网中的第一节点处，所述第一水声换能器包括第一水听器和第一信号发生器；
第二水声换能器，设于管网中的第二节点处，所述第二水声换能器包括第二水听器和第二单片机；
所述第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，信号发生器产生脉冲信号；单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号处理得出漏水点距离第一水声换能器的精确位置。
在上述技术方案中，所述第一水听器和信号发生器之间还依次连接有第一前置放大器、第一滤波器和第一单片机。
在上述技术方案中，其特征在于：所述第一信号发生器输出端连接有第一功率放大器。
在上述技术方案中，所述第二水听器和第二单片机之间还依次连接接有第二前置放大器和第二滤波器；所述第二单片机还连接有第二信号发生器。
在上述技术方案中，所述第二信号发生器输出端连接有第二功率放大器。
此外，本发明还提供一种通过上述利用音源发生器实现水管里面漏水点检测的方法，该方法包括：
第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，第一信号发生器产生脉冲信号；
第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号后，单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号的时间差计算得出漏水点距离第一水声换能器的精确位置。
在上述方法中，第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，依次经过第一前置放大器放大、第一滤波器滤波后输入第一单片机，第一单片机判断该信号确实为漏水信号后，则驱动第一信号发生器产生脉冲信号，脉冲信号经第一功率放大器放大后，由水声喇叭将放大后的信号再送回到水中，传至第二水声换能器。
本发明利用第一水声换能器，根据水声信号的特征，对漏水信号进行判断，进而发出参考信号(脉冲信号)，第二水声换能器根据漏水信号和参考信号的时间差，完成漏水地点的定位，从而无需对水声换能器进行同步。
附图说明
图1为本发明利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统的结构示意图。
图2为本发明所用水声换能器的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统包括水声换能器T1和水声换能器T2，水声换能器T1和水声换能器T2分别设于两个节点处，水声换能器T1和水声换能器T2的结构如图2所示，包括：依次连接的水听器、前置放大器、滤波器、单片机、信号发生器、功率放大器。
本实施例以该两个节点之间的漏水点来说明本发明是如何实现精确检测的。
如图1所示，水声换能器T1和T2之间的距离是L，漏水点到水声换能器T1的距离是L1，漏水点到水声换能器T2的距离是L2，L＝L1+L2。
当漏水点的信号(图中向左的漏水信号)到达水声换能器T1时，水声换能器T1立即发出一个水声信号(脉冲信号)到水声换能器T2。水声换能器T2先后收到两个信号：一个是漏水点发出的信号(图中向右的漏水信号)，另一个是水声换能器T1发出的水声信号，由这两个时间差就可算出漏水点到水声换能器T1的距离。下面详细说明计算的过程：
设漏水点到水声换能器T1需要的传播时间记为t1，漏水点到水声换能器T2需要的传播时间记为t2，水声换能器T1到水声换能器T2需要的传播时间为T0，T0＝t1+t2。
以漏水发生时刻为计时起点，水声换能器T2收到两个信号的时间点分别记为Time1和Time2，则：Time1＝t2，Time2＝t1+T0＝t1+(t1+t2)＝2t1+t2
水声换能器T2收到两个信号的时间差Δ＝Time2-Time1＝2t1+t2–t2，所以，t1＝Δ/2。
T0是信号在两个水声换能器间的传播时间，t1是实际漏水点信号到达水声换能器T1的时间，Δ是水声换能器T2接收到两次信号的时间差，水声换能器T1接收到水中传播的漏水声信号后，依次经过前置放大器放大、滤波器滤波后输入单片机，单片机判断该信号是否为漏水信号，可以通过信号幅值分析、频率分析、漏水信号模板数据库，单片机对输入信号进行幅值分析、频率分析后，在数据库中与模板进行比较，得出判断输入信号是否漏水信号。单片机判断该信号确实为漏水信号后，则驱动信号发生器产生脉冲信号，脉冲信号经功率放大器放大后，由水声喇叭将放大后的信号再送回到水中，传至水声换能器T2。
水声换能器T2接收到漏水声信号和脉冲信号后，单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号的时间差，根据t1＝Δ/2计算漏水点信号到达水声换能器T1的时间t1，再根据声音在水中的速度，即可算出漏水点距离水声换能器的精确位置L1。由于Δ只是两个信号相对T2的时间差，T1和T2之间同步与否无关，所以同步的问题得以解决。上述的计算过程可以通过单片机中写入的程序实现。
以上只是说明了精确确定管道中两个节点之间漏水点位置的精确检测，通过在水管网中的节点按本发明系统设置，能够实现对官网中的漏水点进行精确确定。
Claims (7)
1.一种利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，其特征在于，包括：
第一水声换能器，设于管网中的第一节点处，所述第一水声换能器包括第一水听器和第一信号发生器；
第二水声换能器，设于管网中的第二节点处，所述第二水声换能器包括第二水听器和第二单片机；
所述第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，第一信号发生器产生脉冲信号；第二单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号处理得出漏水点距离第一水声换能器的精确位置。
2.根据权利要求1所述利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，其特征在于：所述第一水听器和第一信号发生器之间还依次连接有第一前置放大器、第一滤波器和第一单片机。
3.根据权利要求1或2所述利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，其特征在于：所述第一信号发生器输出端连接有第一功率放大器。
4.根据权利要求3所述利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，其特征在于：所述第二水听器和第二单片机之间还依次连接接有第二前置放大器和第二滤波器；所述第二单片机还连接有第二信号发生器。
5.根据权利要求4所述利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，其特征在于：所述第二信号发生器输出端连接有第二功率放大器。
6.一种通过权利要求1所述系统实现水管里面漏水点检测的方法，其特征在于，包括：
第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，第一信号发生器产生脉冲信号；
第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号后，单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号的时间差计算得出漏水点距离第一水声换能器的精确位置。
7.根据权利要求6所述实现水管里面漏水点检测的方法，其特征在于，包括：
第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，依次经过第一前置放大器放大、第一滤波器滤波后输入第一单片机，第一单片机判断该信号确实为漏水信号后，则驱动第一信号发生器产生脉冲信号，脉冲信号经第一功率放大器放大后，由水声喇叭将放大后的信号再送回到水中，传至第二水声换能器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710832174.8A CN107701927B (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710832174.8A CN107701927B (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107701927A CN107701927A (zh) | 2018-02-16 |
| CN107701927B true CN107701927B (zh) | 2019-05-31 |
Family
ID=61172633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710832174.8A Expired - Fee Related CN107701927B (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107701927B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109975763B (zh) * | 2019-04-08 | 2021-07-13 | 燕山大学 | 一种基于按需收发的水下异步定位方法及系统 |
| CN111457257B (zh) * | 2020-03-23 | 2021-10-15 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种定位管路泄漏位置的检测方法及系统 |
| CN114791089B (zh) * | 2022-06-23 | 2022-11-22 | 宁波东海集团有限公司 | 一种基于超声波水表的管网漏损监测系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101206010A (zh) * | 2007-12-14 | 2008-06-25 | 济南大学 | 基于声波协同检测的管道震击破坏定位系统及其定位方法 |
| KR20110037658A (ko) * | 2009-10-07 | 2011-04-13 | 한국가스공사연구개발원 | 배관의 충격 감지 장치 및 방법 |
| CN103292160A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-09-11 | 陕西师范大学 | 管道泄漏的超声波检测装置及方法 |
| CN104100840A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-10-15 | 中国海洋石油总公司 | 管道堵塞监测系统及其在强干扰下堵塞信号的检测方法 |
| CN104254123A (zh) * | 2013-06-27 | 2014-12-31 | 乐金信世股份有限公司 | 实时远程泄漏检测系统及方法 |
| WO2015146082A1 (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | 日本電気株式会社 | 漏洩検知装置、漏洩検知方法、およびプログラムを格納する記録媒体 |
| CN106151887A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-23 | 北京华科合创科技发展有限公司 | 一种油气管道泄漏综合监测系统 |
-
2017
- 2017-09-15 CN CN201710832174.8A patent/CN107701927B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101206010A (zh) * | 2007-12-14 | 2008-06-25 | 济南大学 | 基于声波协同检测的管道震击破坏定位系统及其定位方法 |
| KR20110037658A (ko) * | 2009-10-07 | 2011-04-13 | 한국가스공사연구개발원 | 배관의 충격 감지 장치 및 방법 |
| CN103292160A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-09-11 | 陕西师范大学 | 管道泄漏的超声波检测装置及方法 |
| CN104254123A (zh) * | 2013-06-27 | 2014-12-31 | 乐金信世股份有限公司 | 实时远程泄漏检测系统及方法 |
| WO2015146082A1 (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | 日本電気株式会社 | 漏洩検知装置、漏洩検知方法、およびプログラムを格納する記録媒体 |
| CN104100840A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-10-15 | 中国海洋石油总公司 | 管道堵塞监测系统及其在强干扰下堵塞信号的检测方法 |
| CN106151887A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-23 | 北京华科合创科技发展有限公司 | 一种油气管道泄漏综合监测系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107701927A (zh) | 2018-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107701927B (zh) | 利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法 | |
| CN102606891B (zh) | 漏水检测仪及检测系统、及检测方法 | |
| CN101968162B (zh) | 基于负压波和声波协同检测的管道泄漏定位系统及方法 | |
| CN108332063A (zh) | 一种基于互相关的管道泄漏定位方法 | |
| CN104595729B (zh) | 一种基于声波幅值的油气管道泄漏定位方法 | |
| CN100395547C (zh) | 混凝土灌注桩质量检测系统 | |
| Pal et al. | Detecting & locating leaks in water distribution polyethylene pipes | |
| CN104747912A (zh) | 流体输送管道泄漏声发射时频定位方法 | |
| CN105351756A (zh) | 一种基于声波成像的管道泄漏识别和定位系统及方法 | |
| WO2018133494A1 (zh) | 一种基于速度差的泄漏定位方法 | |
| CN106090629A (zh) | 城市地下管廊供水管道泄漏检测系统及方法 | |
| CN110469782B (zh) | 一种基于自适应滤波器的管道泄漏定位装置 | |
| CN108317403A (zh) | 一种管道状态检测器 | |
| CN203348923U (zh) | 管道漏水检测仪及具有该检测仪的管道网络漏水监测系统 | |
| CN102879714B (zh) | 变压器局部放电检测定位方法 | |
| CN108194841B (zh) | 一种有源校准式供水管道泄漏相关检测方法及装置 | |
| CN105953080A (zh) | 基于同侧传感器布置的声波泄漏定位方法 | |
| CN106289121A (zh) | 一种变径管等效管长的计算方法 | |
| WO2011078691A3 (en) | Measuring apparatus | |
| RU2017139770A (ru) | Установка и способ дистанционного измерения геометрических параметров трубопровода на стадии спуска посредством звуковых волн в режиме реального времени | |
| CN110167114A (zh) | 一种基于帧同步信号的水下声通信节点唤醒信号检测方法 | |
| CN103591975A (zh) | 一种超声波传感器指标检测方法及装置 | |
| CN205714170U (zh) | 油井智能动液面监测装置 | |
| CN106706050A (zh) | 一种利用超声波流量计测量气体流量的方法 | |
| CN205352653U (zh) | 一种低速风洞内的超声精确测距系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190531 Termination date: 20200915 |