CN109708009B - 一种针对供水管道不同漏水量定位的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管网领域，尤其涉及一种针对供水管道不同漏水量定位的装置及方法，该装置包括沿着供水管道长度方向阵列设置的多组监测设备，每组监测设备包括流量计、压力计、漏失监测仪、管道路面视频，所述流量计和压力计安装在相同位置。该发明的优点在于：本发明中系统通过流量计、压力计、漏失监测仪、管道路面视频配合使用，对于渗漏、管道暗漏、爆管三种情况都能够很好的监测，特别是渗漏和管道暗漏，本发明中的方法通过使用上述系统，形成了对供水管道从渗漏到暗漏到爆管的综合性的识别判断技术。

Description

一种针对供水管道不同漏水量定位的装置及方法

技术领域

本发明涉及管网领域，尤其涉及一种针对供水管道不同漏水量定位的装置及方法。

背景技术

城市供水管道在保障居民用水、维持城市安全稳定方面起到了重要作用。各个城市地下铺设大量的供水管道，根据城市供水统计年鉴，全国600座城市中，城市供水管道总长度(DN75mm以上)达140，000余千米，年供水总量达330余亿立方米，管网漏损率平均为15.61％，管网漏损总量达45亿立方米。假设城市供水平均成本为1.10元/m³，每年我国城市供水行业因漏损而造成的经济损失高达50亿元以上。管道漏水成为各个城市都要面对的问题。据数据统计，中国各城市供水管道的平均漏损率达20％，少数城市的漏损率超过70％。

管道漏水一方面造成水资源浪费，影响企业的运营效益。另一方面，供水管道漏水会造成泥土冲刷，形成地下空洞，可能会进一步引发路面塌陷事故。因此发展供水管道的漏水定位技术是解决城市安全和供水企业的技术发展的重要方向。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，为此，本发明提供一种针对供水管道不同漏水量定位的装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种针对供水管道不同漏水量定位的装置，包括沿着供水管道长度方向阵列设置的多组监测设备，每组监测设备均包括流量计、压力计、漏失监测仪、管道路面视频，每组监测设备中的流量计和压力计安装在相同位置处。

进一步地，漏失监测仪为PQWT漏水听音杆。

进一步地，所述压力计的采集频率为40-60次/秒。

进一步地，还包括信号接收单元，所述信号接收单元分别与每组监测设备中的所有部件的数据端连接。

本发明还提供了一种针对供水管道不同漏水量定位的装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、观测是否有监测设备报警，当有监测设备报警时，确定报警的监测设备的位置和种类；当同组监测设备中的压力计和流量计未报警、漏失监测仪晚上检测时报警，则判断为渗漏或微小漏水，当压力计检测到负压波和流量计在设定范围内发生变化，表示是管道暗漏；当压力计和流量计在设定范围外发生变化，观察管道路面视频漏水位置，直接判断供水管道爆管位置；

S2、根据判断结果，获取报警的监测设备旁侧相邻的种类相同的监测设备的数值变化；

S3、当判断结果是渗漏或微小漏水时，查看相邻组的监测设备中的漏失监测仪是否报警，如果相邻组的监测设备中的漏失监测仪报警，计算报警的两个漏失监测仪的声强差，根据声强差计算出漏水点的位置，如果相邻的漏失监测仪均未报警，则以报警的漏失监测仪为圆心，以设定直径的圆形区域内的管道均为待查的漏点；

当判断结果是管道暗漏时，分别观测与报警点相邻组的监测设备中的流量计和压力计；

当相邻组的监测设备中的流量计显示流量变大时，根据流量、压力、时间差，计算报警点下游的漏点距离与漏水量；当流量降低时，根据流量、压力、时间差，计算报警点上游的漏点距离与漏水量；当流量不变时，表示报警点附近没有漏点；或者也可以根据管道直径、流量、流速、压力之间的关系式Q＝(H/sL)^(1/2)排除每一段之间是否有漏点，其中Q表示流量，H表示管道起端与末端的水头差，L表示管道起端至末端的长度,s为常数；

当相邻组的监测设备中的压力计压力变小时，计算报警点处的压力计和数值变小的压力计之间的距离，然后配合流量计计算获得的漏点距离和漏水量，根据负压波的时间差，计算可能的负压源位置，当压力计压力无变化时，报警提示周边设定区域范围内均有泄漏可能；通过观测流量计获得的结果与通过观测压力计获得的结果进行对比，如果两个结果一致，即可明确漏点位置和漏水量，如果不一致，将两个结果取并集作为最终结果排查。

本发明的优点在于：

(1)本发明中系统通过流量计、压力计、漏失监测仪、管道路面视频配合使用，对于渗漏、管道暗漏、爆管三种情况都能够很好的监测，特别是渗漏和管道暗漏，本发明中的方法通过使用上述系统，形成了对供水管道从渗漏到暗漏到爆管的综合性的识别判断技术。

(2)在对管道暗漏进行确认漏点时，本发明分别对报警点相邻的监测点中的流量计和压力计分别进行判断，由流量计获得漏点的一个判断结果，由压力计获得漏点的另一个判断结果，然后对此两个判断结果进行综合，如果两个判断结果一致，即可明确漏点位置和漏水量，如果不一致，将两个检测的结果取并集作为最终结果排查。通过这种彼此验证的判断方式，本发明极大的提高了漏点判断的准确性，防止了误报信息的发生，也有效地提高了判断的效率。

(3)本发明通过流量计和压力计的广泛分布监测，实时获取不同监测点的监测信号，再根据获得的信号数值，代入相应的现有计算公式，进行编程计算，即可很快获得漏点位置，由此本发明充分利用了现有的监测设备，无需新增监测仪器，即可有效的提高检测速度，降低了漏水量，防止了公共损失。

附图说明

图1为本发明中方法的流程图。

图2为当管道为渗漏或微小漏水时，判断漏点位置的流程图。

图3为当管道为暗漏时，判断漏点位置和漏水量的流程图。

图4是该方法使用的具体管道结构图。

图中标注符号的含义如下：

1-主管道 2-分支管道

具体实施方式

实施例1

一种针对供水管道不同漏水量定位的装置，包括信号接收单元、沿着供水管道长度方向阵列设置的多组监测设备，每组监测设备包括流量计、压力计、漏失监测仪、管道路面视频，所述流量计和压力计安装在相同位置。所述信号接收单元分别与每组监测设备中的所有部件的数据端连接。其中漏失监测仪为PQWT漏水听音杆。所述压力计的采集频率为40-60次/秒。在该实施例中，压力计的采集频率为50次/秒。

实施例2

与实施例1不同的是压力计的采集频率为40次/秒。

实施例3

与实施例1不同的是压力计的采集频率为60次/秒。

实施例4

如图1所示，使用上述三个实施例中任意一个的一种针对供水管道不同漏水量定位的装置的方法，包括以下步骤：

S1、观测是否有监测设备报警，当有监测设备报警时，确定报警的监测设备的位置和种类；当同组监测设备中的压力计和流量计未报警、漏失监测仪晚上检测时报警，则判断为渗漏或微小漏水，当压力计检测到负压波和流量计在设定范围内发生变化，表示是管道暗漏；当压力计和流量计在设定范围外发生变化，观察管道路面视频漏水位置，直接判断供水管道爆管位置。

S2、根据判断结果，获取报警的监测设备旁侧相邻的种类相同的监测设备的数值变化。

S3、如图2所示，当判断结果是渗漏或微小漏水时，查看相邻组的监测设备中的漏失监测仪是否报警，如果相邻组的监测设备中的漏失监测仪报警，计算报警的两个漏失监测仪的声强差，根据声强差计算出漏水点的位置，如果相邻的漏失监测仪均未报警，则以报警的漏失监测仪为圆心，以设定直径的圆形区域内的管道均为待查的漏点。

如图3所示，当判断结果是管道暗漏时，分别观测与报警点相邻组的监测设备中的流量计和压力计；

当相邻组的监测设备中的流量计显示流量变大时，根据流量、压力、时间差，计算报警点下游的漏点距离与漏水量；当流量降低时，根据流量、压力、时间差，计算报警点上游的漏点距离与漏水量；当流量不变时，表示报警点附近没有漏点；或者也可以根据管道流量、压力之间的关系式Q＝(H/sL)^(1/2)逐一排查每一管段之间是否有漏点，其中Q表示流量，H表示由压力计测得的管道起端与末端的水头差，L表示管道起端至末端的长度,s为管道比阻；

当相邻组的监测设备中的压力计压力变小时，计算报警点处的压力计和数值变小的压力计之间的距离，然后配合流量计计算获得的漏点距离和漏水量，根据负压波的时间差，计算可能的负压源位置，当压力计压力无变化时，报警提示周边设定区域范围内均有泄漏可能；

把通过观测流量计获得的结果与通过观测压力计获得的结果进行对比，如果两个结果一致，即可明确漏点位置和漏水量，如果不一致，将两个结果取并集作为最终结果排查。

在图4中，监测点A、监测点B、监测点C、监测点D、监测点E处均设置有一组监测设备，在该实施例中，监测点D设置在分支管道2上，监测点A、监测点B、监测点C、监测点E在主管道1上。

当显示监测点B的监测设备报警时，且该监测点处的压力计和流量计未报警、漏失监测仪晚上检测时报警，则判断为监测点B为渗漏或微小渗漏。

根据步骤S2，查看相邻的监测点A、监测点D、监测点C处是否也存在漏失监测仪报警的情况，当监测点A、监测点D、监测点C中的某一个监测点也存在漏失监测仪报警时，计算监测点B中的漏失监测仪和监测点A、监测点D、监测点C三者中报警的那个漏失监测仪之间的声强差，根据现有技术中的计算方式，计算出漏水点位置。当监测点A、监测点B、监测点C中的漏失监测仪均未报警，则以监测点D为圆心、400m为直径画圆，在该圆形区域内所有的管道均为待查的漏点。

当显示监测点B的监测设备报警时，且该监测点处的压力计检测到负压波和流量计在设定范围内发生变化，表示是管道暗漏。

当判断结果是管道暗漏时，分别观测监测点A、监测点D、监测点C处的流量计和压力计，具体说明如下：

1.对流量计进行观测

此时有如下两种技术方案：

1.1第一种方案，当监测点A、监测点D、监测点C处的某个流量计显示流量变大时，此流量变大的流量计的方向即为漏点的方位所在，根据此流量变大的监测点和监测点B处的流量、压力、时间差，确定漏点的可能位置，比如监测点B的监测设备报警，而监测点C处的流量变大，则漏点在监测点B的下游，然后根据现有的计算方式计算下游漏点距离与漏水量；相反的，当某个监测点的流量计显示流量降低时，则此流量降低的流量计的反方向即为漏点的方位所在，比如监测点B的监测设备报警，而监测点C处的流量变小，则漏点在监测点B的上游，然后就可以根据流量、压力、时间差，计算上游漏点距离与漏水量；当流量不变时，表示附近没有漏点。

1.2第二种方案，根据管道流量、压力之间的关系式Q＝(H/sL)^(1/2)，排查报警的监测点附件每一管段之间是否有漏点，关系式中的Q表示流量，H表示压力计测得的管段起端与末端的水头差，L表示管段起端至末端的长度,s为管道比阻，通过上述方法，对报警的监测点之间的管段依次进行计算，即可以依次对监测点A和监测点D之间的管段、监测点B和监测点D之间的管段、监测点C和监测点D之间的管段、监测点D和监测点E之间的管段进行排查，计算两监测点之间的流量值是否符合上述关系式，当不符合时，则说明漏点在相应管段的两监测点之间。采用上述关系式进行检查时，当出现漏点时，虽然漏点上下游较远的地方也会存在影响，但是通常来说，受漏点影响较大的都是周边的监测点。例如，在图4中，如果漏点在监测点C和监测点E之间，距离较近的监测点D可能报警，但是监测点A远离漏点，因此监测点A受到的影响相对较小，监测点A很有可能不会报警，因此，采用该关系式进行检查时，检查速度较快。

2.对压力计进行观测

当相邻的压力计压力变小时，计算报警的压力计和数值变小的压力计之间的距离，然后配合流量计计算获得的漏点距离和漏水量，根据负压波的时间差，计算可能的负压源位置，当压力计压力无变化时，报警提示周边设定区域范围内均有泄漏可能。

对流量计和压力计分别进行观测后，将通过观测流量计获得的结果与通过观测压力计获得的结果进行对比，如果两个结果一致，即可明确漏点位置和漏水量，如果不一致，将两个检测的结果取并集作为最终结果排查。

当显示监测点B的检测设备报警，且压力表和流量值在设定范围外发生变化，观察管道路面视频漏水位置，直接判断供水管道爆管位置。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (4)

1.使用一种针对供水管道不同漏水量定位的装置的方法，其装置包括沿着供水管道长度方向阵列设置的多组监测设备，每组监测设备均包括流量计、压力计、漏失监测仪、管道路面视频，每组监测设备中的流量计和压力计安装在管道的相同位置处，其特征在于，方法包括以下步骤：

S1、观测是否有监测设备报警，当有监测设备报警时，确定报警的监测设备的位置和种类；当同组监测设备中的压力计和流量计未报警、漏失监测仪晚上检测时报警，则判断为渗漏或微小漏水，当压力计检测到负压波和流量计在设定范围内发生变化，表示是管道暗漏；当压力计和流量计在设定范围外发生变化，观察管道路面视频漏水位置，直接判断供水管道爆管位置；

S2、根据判断结果，获取报警的监测设备旁侧相邻的种类相同的监测设备的数值变化；

S3、当判断结果是渗漏或微小漏水时，查看相邻组的监测设备中的漏失监测仪是否报警，如果相邻组的监测设备中的漏失监测仪报警，计算报警的两个漏失监测仪的声强差，根据声强差计算出漏水点的位置，如果相邻的漏失监测仪均未报警，则以报警的漏失监测仪为圆心，以设定直径的圆形区域内的管道均为待查的漏点；

当判断结果是管道暗漏时，分别观测与报警点相邻组的监测设备中的流量计和压力计；

当相邻组的监测设备中的流量计显示流量变大时，根据流量、压力、时间差，计算报警点下游的漏点距离与漏水量；当流量降低时，根据流量、压力、时间差，计算报警点上游的漏点距离与漏水量；当流量不变时，表示报警点附近没有漏点；或者也可以根据管道流量、压力之间的关系式Q＝(H/sL)^(1/2)排除每一段之间是否有漏点，其中Q表示流量，H表示管道起端与末端的水头差，L表示管道起端至末端的长度,s为常数；

当相邻组的监测设备中的压力计压力变小时，计算报警点处的压力计和数值变小的压力计之间的距离，然后配合流量计计算获得的漏点距离和漏水量，根据负压波的时间差，计算可能的负压源位置，当压力计压力无变化时，报警提示周边设定区域范围内均有泄漏可能；通过观测流量计获得的结果与通过观测压力计获得的结果进行对比，如果两个结果一致，即可明确漏点位置和漏水量，如果不一致，将两个结果取并集作为最终结果排查。

2.根据权利要求1所述的一种针对供水管道不同漏水量定位的装置的方法，其特征在于，漏失监测仪为PQWT漏水听音杆。

3.根据权利要求2所述的一种针对供水管道不同漏水量定位的装置的方法，其特征在于，所述压力计的采集频率为40-60次/秒。

4.根据权利要求1所述的一种针对供水管道不同漏水量定位的装置的方法，其特征在于，还包括信号接收单元，所述信号接收单元分别与每组监测设备中的所有部件的数据端连接。

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