CN110131595B - 管道缓慢泄漏信号的处理方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管道缓慢泄漏信号的处理方法、装置和系统，通过获取管道内部的初始压力信号；对初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；根据预设的信号抽取率，对去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号，使得缓慢泄漏引起的压力下降率提高；通过对压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；对压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到管道完整长度的重构虚拟声波信号，使得管道缓慢泄漏信号得到增强、泄漏检测灵敏度和定位精度得到提高，从而降低管道泄漏的漏报率和误报率。

Description

管道缓慢泄漏信号的处理方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及管道泄漏检测技术领域，具体涉及一种管道缓慢泄漏信号的处理方法、装置和系统。

背景技术

现代大型石油化工在管道输油、气、水过程中，管道内输送的物料介质，可能因腐蚀、冲剐、振动、季节和地下变化等因素影响导致泄漏。管道如不及时维修处理，泄漏将增大，会使物料流失，并污染环境，物料若挥发有毒、易燃、易爆气体，则可能引起火灾、爆炸、中毒等人身伤害事故，因此，对管道泄漏的监测尤为重要。

在管道泄漏监测中，负压波法和声波法是目前国内外应用最广的两种方法。声波法对泄漏检测具有较高灵敏度和定位精度，但对缓慢泄漏不灵敏；负压波法则适用于压力下降明显的泄漏检测，但是缓慢泄漏引起的压力下降幅值较小，当负压波信号被背景噪声淹没时，容易引起漏报警，且定位误差大的问题。因此，管道缓慢泄漏的压力下降率较小，缓慢泄漏信号较弱，使得管道缓慢泄漏信号的监测不灵敏、漏报警和误报较多。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种管道缓慢泄漏信号的处理方法、装置和系统，以解决现有技术中管道缓慢泄漏的压力下降率较小，缓慢泄漏信号较弱，使得管道缓慢泄漏信号的监测不灵敏、漏报警和误报较多的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种管道缓慢泄漏信号的处理方法，包括：

获取管道内部的初始压力信号；

对所述初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；

根据预设的信号抽取率，对所述去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号；

对所述压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；

对所述压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到所述管道完整长度的重构虚拟声波信号。

进一步地，上述所述的方法中，所述根据预设的信号抽取率，对所述去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号，包括：

根据所述信号抽取率，对所述去噪压力信号进行信号抽取，得到抽样压力信号；

对所述抽样压力信号进行移位处理，实现信号周期的压缩，得到所述压缩压力信号。

进一步地，上述所述的方法中，所述对所述压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号，包括：

将所述压缩压力信号输入构建的声波信号变送器离散化数学模型；

基于所述声波信号变送器离散化数学模型，对所述压缩压力信号进行处理，得到所述压缩的虚拟声波信号。

进一步地，上述所述的方法中，所述对所述压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号之前，还包括：

利用机理建模的方式，建立预设的声波信号变送器的数学模型，并对所述数学模型进行离散化处理，得到所述声波信号变送器离散化数学模型。

进一步地，上述所述的方法，还包括：

根据所述重构虚拟声波信号，判断所述管道是否发生泄漏。

本发明还提供一种管道泄漏信号的处理装置，包括：

获取模块，用于获取管道内部的初始压力信号；

去噪模块，用于对所述初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；

处理模块，用于根据预设的信号抽取率，对所述去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号；

信号增强模块，用于对所述压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；

重构模块，用于对所述压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到所述管道完整长度的重构虚拟声波信号。

进一步地，上述所述的装置中，所述处理模块，包括：抽取单元和压缩单元；

所述抽取单元，用于根据所述信号抽取率，对所述去噪压力信号进行信号抽取，得到抽样压力信号；

所述压缩单元，用于对所述抽样压力信号进行移位处理，实现信号周期的压缩，得到所述压缩压力信号。

进一步地，上述所述的装置中，所述信号增强模块包括：输入单元和处理单元；

所述输入单元，用于将所述压缩压力信号输入构建的声波信号变送器离散化数学模型；

所述处理单元，用于基于所述声波信号变送器离散化数学模型，对所述压缩压力信号进行处理，得到所述压缩的虚拟声波信号。

进一步地，上述所述的装置，还包括模型构建模块；

所述模型构建模块，用于利用机理建模的方式，建立预设的声波信号变送器的数学模型，并对所述数学模型进行离散化处理，得到所述声波信号变送器离散化数学模型。

本发明还提供一种管道缓慢信号的处理系统，包括：压力信号变送器和管道泄漏监测处理设备；

所述压力变送器与所述管道泄漏监测处理设备相连；

所述压力变送器用于实时监测管道内部的压力信号，并将所述压力信号作为初始压力信号发送给所述管道泄漏监测处理设备；

所述管道泄漏监测处理设备用于执行所述管道缓慢泄漏信号的处理方法。

本发明的管道缓慢泄漏信号的处理方法、装置和系统，通过获取管道内部的初始压力信号；对初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；根据预设的信号抽取率，对去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号，使得缓慢泄漏引起的压力下降率提高；通过对压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；对压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到管道完整长度的重构虚拟声波信号，使得管道缓慢泄漏信号得到增强、泄漏检测灵敏度和定位精度得到提高，从而降低管道泄漏的漏报率和误报率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的管道缓慢泄漏信号的处理方法实施例一的流程图；

图2是一帧去噪压力信号图；

图3是对图2中去噪后的压力信号做3:1降采样及移位处理后得到的一帧压缩压力信号图；

图4是对图3中压缩压力信号做信号增强处理后得到的一帧压缩的虚拟声波信号图；

图5是对图4中虚拟声波信号插值重构后得到的一帧重构虚拟声波信号图；

图6是本发明的管道缓慢泄漏信号的处理方法实施例二的流程图；

图7是对信号进行3:1降采样及移位处理的过程图；

图8是声波信号变送器的组成结构框图；

图9是本发明的管道缓慢泄漏信号的处理装置实施例一的结构示意图；

图10是本发明的管道缓慢泄漏信号的处理装置实施例二的结构示意图；

图11是本发明的管道缓慢泄漏信号的处理系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1是本发明的管道缓慢泄漏信号的处理方法实施例一的流程图。如图1所示，本实施例的管道缓慢泄漏信号的处理方法具体可以包括如下步骤：

S101、获取管道内部的初始压力信号；

本实施例的管道缓慢泄漏信号的处理方法首先需要获取管道内部的初始压力信号，其中，该初始压力信号是管道站点处安装的压力信号变送器对管道内部压力信号实时监测得到的，将压力信号变送器监测得到的管道内部压力信号作为初始压力信号。

S102、对初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；

通过上述步骤，获取初始压力信号后，对该初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号。其中，去噪处理即对初始压力信号进行低通滤波处理，消除频率高于预设频率的干扰声波信号，得到去除噪声后的去噪压力信号。图2是一帧去噪压力信号图，如图2所示，箭头所指位置为管道发生泄漏的起始时刻，本图中，设置的数据优选为：取去噪压力信号P一帧N点数据，N＝60000，采样频率为100Hz，采样频率是指每秒钟采集的信号样本个数，一帧去噪压力信号含有60000个数据，因此采集一帧去噪压力信号需要的时间为600秒，即10分钟。

S103、根据预设的信号抽取率，对去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号；

通过上述步骤，得到去噪压力信号后，根据预设的信号抽取率，对该去噪压力信号进行降采样和移位处理，提高去噪后缓慢泄漏压力信号的压力下降率，得到压缩压力信号。图3是对图2中去噪后的压力信号做3:1降采样及移位处理后得到的一帧压缩压力信号图，其中，对去噪压力信号3：1降采样处理，即预设信号抽取率为3，如图3所示，箭头所指位置为管道发生泄漏的起始时刻。

设去噪压力信号为P(j)，信号抽取率为n，其中，j＝1，2……N，N为一帧信号的长度。根据预设的信号抽取率n，对去噪压力信号进行n:1降采样和移位处理的公式为：

P′(k)＝P[n(k-1)+1]

其中，k＝1，2……N/n，k为正整数，n为信号抽取率，P′(k)为压缩压力信号。

S104、对压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；

通过上述步骤，得到压缩压力信号后，采用虚拟声波技术对该压缩压力信号进行信号增强处理，得到信号增强后的压缩的虚拟声波信号。图4是对图3中压缩压力信号做信号增强处理后得到的一帧压缩的虚拟声波信号图，如图4所示，箭头所指位置为管道发生泄漏的起始时刻。

S105、对压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到管道完整长度的重构虚拟声波信号；

通过上述步骤，得到压缩的虚拟声波信号后，结合信号插值重构方法，对该压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，从而恢复信号长度，得到信号增强后的完整长度的重构虚拟声波信号。对信号进行插值重构有助于提高管道泄漏定位的精度。图5是对图4中虚拟声波信号插值重构后得到的一帧重构虚拟声波信号图，如图5所示，箭头所指位置为管道发生泄漏的起始时刻。

设经过信号增强处理后的压缩的虚拟声波信号为x(k)，插值重构后完整长度的重构虚拟声波信号为x′(j)，信号插值公式为：

其中，k＝1，2……N/n，k为正整数，j＝1，2……N，n为信号抽取率。

通过上述公式，可以计算出虚拟泄漏信号为x′(j)，从而得到信号增强后完整长度的重构虚拟声波信号，该重构虚拟声波信号相比于初始压力信号，缓慢泄漏信号得到了有效增强，能够使缓慢泄漏信号检测更加灵敏。

本实施例的管道缓慢泄漏信号的处理方法，通过获取管道内部的初始压力信号；对初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；根据预设的信号抽取率，对去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号，使得缓慢泄漏压力信号的压力下降率提高；通过对压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；对压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到管道完整长度的重构虚拟声波信号，使得管道缓慢泄漏信号得到增强、泄漏定位的精度得到提高。采用本实施例的技术方案，能够提高管道缓慢泄漏信号的监测的灵敏度，降低漏报警率和误报警率，提高定位精度。

图6是本发明的管道缓慢泄漏信号的处理方法实施例二的流程图，如图6所示，本实施例的管道缓慢泄漏信号的处理方法是在图1所述实施例的基础上，进一步更加详细地对本发明的技术方案进行描述。

如图6所示，本实施例的管道缓慢泄漏信号的处理方法具体可以包括如下步骤：

S201、获取管道内部的初始压力信号；

该步骤的执行过程与图1所示的S101的执行过程相同，此处不再赘述。

S202、对初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；

该步骤的执行过程与图1所示的S102的执行过程相同，此处不再赘述。

S203、根据预设的信号抽取率，对去噪压力信号进行信号抽取，得到抽样压力信号；

通过上述步骤，得到去噪压力信号后，根据预设的信号抽取率，对该去噪压力信号进行信号抽取，得到抽样压力信号。

S204、对抽样压力信号进行移位处理，实现信号周期的压缩，得到压缩压力信号；

通过上述步骤，得到抽样压力信号后，对抽样压力信号进行移位处理，实现信号周期压缩，从而得到压缩压力信号。其中，对抽取到的抽样压力信号进行移位，缩短信号的周期，能够使缓慢泄漏压力信号的压力下降率提高。

图7是对信号进行3:1降采样及移位处理的过程图，即信号抽取率n为3时，降采样及信号移位处理的过程。如图7所示，上部分的曲线图表示原始的连续信号，其中横坐标为时间，纵坐标为信号幅值，信号的采样过程是按一定的时间间隔(即采样周期)从连续信号中提取部分信号，从而把连续信号转换为离散信号，图中T表示采样周期，x可看作信号幅值。图7中下部分的S1为原始信号，S203为信号抽取过程，S2为信号抽取后的抽样信号，S204为移位过程，实现信号周期压缩，S3为降采样和移位后的压缩信号。当将图7应用到本实施例的实际过程中后，S1即表示去噪压力信号，S2即表示抽样压力信号，S3即表示压缩压力信号，S203过程即本实施例中的步骤S203，S204过程即本实施例中的步骤S204。

S205、利用机理建模的方式，建立预设的声波信号变送器的数学模型，并对数学模型进行离散化处理，得到声波信号变送器离散化数学模型；

图8是声波信号变送器的组成结构框图，如图8所示，预设的声波信号变送器包括声波传感器H1、电荷放大器H2、一级电压放大器K1、高通滤波器H3、低通滤波器H4、二级电压放大器K2和V/I转换器K3，压力信号PS输入到声波信号变送器中，通过声波传感器H1、电荷放大器H2、一级电压放大器K1、高通滤波器H3、低通滤波器H4、二级电压放大器K2和V/I转换器K3的处理之后，输出声波信号US。其中，声波传感器的灵敏度优选为53480pC/10⁵Pa，各级放大电路的总增益K优选为6，通带频率优选为0.03～20.4Hz。

本实施例中，是以上述声波信号变送器的相关参数为基础，利用机理建模的方式，建立声波信号变送器的数学模型，并对该数学模型进行离散化处理，得到声波信号变送器离散化数学模型，其中建立的离散化数学模型公式为：

其中，z指Z变换中产生的一个过程量，可不考虑其实际意义。Z变换是将离散系统的时域数学模型—差分方程转化为较简单的频域数学模型—代数方程，以简化求解过程的一种数学工具。

本实施例建立声波信号变送器的离散化数学模型采用的是机理建模的方式，其中，机理模型亦称白箱模型，根据对象、生产过程的内部机制或者物质流的传递机理建立起来的精确数学模型。它是基于质量平衡方程、能量平衡方程、动量平衡方程、相平衡方程以及某些物性方程、化学反应定律、电路基本定律等而获得对象或过程的数学模型。机理模型的优点是参数具有非常明确的物理意义，模型参数易于调整，所得的模型具有很强的适应性。因此，本实施例通过声波信号变送器的离散化数学模型把压力信号转换为虚拟声波信号。

S206、将压缩压力信号输入构建的声波信号变送器离散化数学模型；

通过上述步骤，得到压缩压力信号和声波信号变送器离散化数学模型后，将压缩压力信号输入到该声波信号变送器离散化数学模型，以增强缓慢泄漏信号。

S207、基于声波信号变送器离散化数学模型，对压缩压力信号进行处理，得到压缩的虚拟声波信号；

将压缩压力信号输入到声波信号变送器离散化数学模型后，该模型对压缩压力信号进行处理，得到压缩的虚拟声波信号。如果压力信号中含有缓慢泄漏信号，可使得缓慢泄漏信号得到增强。

S208、对压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到管道完整长度的重构虚拟声波信号；

该步骤的执行过程与图1所示的S105的执行过程相同，此处不再赘述。

S209、根据重构虚拟声波信号，判断管道是否发生泄漏；

通过上述步骤，得到完整长度的重构虚拟声波信号后，根据重构虚拟声波信号判断管道是否发生泄漏，并可对缓慢泄漏信号实现监测，实现对管道泄漏的定位。其中，对重构虚拟声波信号的检测可以采用现有的各种异常信号检测方法，例如负压波法、声波法等。本领域的技术人员可以采用现有的泄漏信号监测方法实现对重构虚拟声波信号的监测，以判断管道是否发生泄漏。

本实施例中，不限定步骤S205的执行顺序，只要步骤S205在步骤S206之前执行即可。

本实施例的管道缓慢泄漏信号的处理方法，首先获取管道内部的初始压力信号；对初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；然后根据预设的信号抽取率，对去噪压力信号进行信号抽取，得到抽样压力信号；对抽样压力信号进行移位，实现信号周期压缩，得到压缩压力信号，使得缓慢泄漏压力信号的压力下降率提高；再利用机理建模的方式，建立预设的声波信号变送器的数学模型并进行离散化处理，得到声波信号变送器离散化数学模型；将压缩压力信号输入声波信号变送器离散化数学模型，进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；最后对压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到管道完整长度的重构虚拟声波信号，使得管道缓慢泄漏信号得到增强、泄漏定位的精度得到提高；根据重构虚拟声波信号，判断管道是否发生泄漏。本实施例能够提高管道缓慢泄漏信号的监测灵敏度，降低误报率和漏报警率。

为了更全面，对应于本发明实施例提供的管道缓慢泄漏信号的处理方法，本申请还提供了管道缓慢泄漏信号的处理装置。

图9是本发明的管道缓慢泄漏信号的处理装置实施例一的结构示意图。如图9所示，本实施例的管道缓慢泄漏信号的处理装置包括获取模块11、去噪模块12、处理模块13、信号增强模块14和重构模块15。

获取模块11，用于获取管道内部的初始压力信号；

去噪模块12，用于对初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；

处理模块13，用于根据预设的信号抽取率，对去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号；

信号增强模块14，用于对压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；

重构模块15，用于对压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到管道完整长度的重构虚拟声波信号。

本实施例的管道缓慢泄漏信号的处理装置，首先通过获取模块11获取管道内部的初始压力信号；通过去噪模块12对初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；然后通过处理模块13根据预设的信号抽取率，对去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号，使得缓慢泄漏压力信号的压力下降率得到提高；再通过信号增强模块14对压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；最后通过重构模块15对压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到管道完整长度的重构虚拟声波信号，使得管道缓慢泄漏信号得到增强、泄漏定位的精度得到提高。本实施例能够提高管道缓慢泄漏信号的监测灵敏度，降低误报率和漏报警率。

图10是本发明的管道缓慢泄漏信号的处理装置实施例二的结构示意图。如图10所示，本实施例的管道缓慢泄漏信号的处理装置在图9所述实施例的基础上，处理模块13包括抽取单元131和压缩单元132。

抽取单元131，用于根据信号抽取率，对去噪压力信号进行信号抽取，得到抽样压力信号；

压缩单元132，用于对抽样压力信号进行移位，实现信号周期的压缩，得到压缩压力信号。

进一步地，本实施例的管道泄漏信号的处理装置，还包括模型构建模块16，用于利用机理建模的方式，建立预设的声波信号变送器的数学模型，并对数学模型进行离散化处理，得到声波信号变送器离散化数学模型。

进一步地，本实施例的管道泄漏信号的处理装置中，信号增强模块14包括输入单元141和处理单元142。

输入单元141，用于将压缩压力信号输入构建的声波信号变送器离散化数学模型；

处理单元142，用于基于声波信号变送器离散化数学模型，对压缩压力信号进行处理，得到压缩的虚拟声波信号。

进一步地，本实施例的管道泄漏信号的处理装置，还包括判断模块17，用于根据虚拟泄漏信号，判断管道是否发生泄漏。

本实施例的管道泄漏信号的处理装置，首先通过获取模块11获取管道内部的初始压力信号；通过去噪模块12对初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；然后通过抽取单元131根据预设的信号抽取率，对去噪压力信号进行信号抽取，得到抽样压力信号；通过压缩单元132对抽样压力移位，实现信号周期压缩，得到压缩压力信号，使得缓慢泄漏压力信号的压力下降率得到提高；再通过模型构建模块16利用机理建模的方式，建立预设的声波信号变送器的数学模型并进行离散化处理，得到声波信号变送器离散化数学模型；通过输入单元141将压缩压力信号输入声波信号变送器离散化数学模型，通过处理单元142进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；最后通过重构模块15对压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到管道完整长度的重构虚拟泄漏信号，使得管道缓慢泄漏信号得到增强、泄漏定位的精度得到提高；通过判断模块17根据重构虚拟泄漏信号，判断管道是否发生泄漏。本实施例能够提高管道缓慢泄漏信号监测的灵敏度，降低误报率和漏报率。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

为了更全面，对应于本发明实施例提供的管道泄漏信号的处理方法，本申请还提供了管道泄漏信号的处理系统。

图11是本发明的管道缓慢泄漏信号的处理系统实施例的结构示意图。如图11所示，本实施例的管道缓慢泄漏信号的处理系统包括压力变送器21和管道泄漏监测处理设备22。

压力变送器21与管道泄漏监测处理设备22相连，压力变送器21用于实时监测管道内部的压力信号，并将压力信号作为初始压力信号发送给管道泄漏监测处理设备22；管道泄漏监测处理设备用于执行上述实施例的管道缓慢泄漏信号的处理方法。

本实施例的管道缓慢泄漏信号的处理系统，通过压力变送器21实时监测管道内部的压力信号，并将压力信号作为初始压力信号发送给管道泄漏监测处理设备22，以使管道泄漏监测处理设备22对初始压力信号进行去噪、降采样和移位、信号增强以及信号重构，从而得到信号增强后的重构虚拟声波信号，对该重构虚拟声波信号进行监测，以判断管道是否发生泄漏。本实施例中，管道泄漏监测处理设备22通过对压力信号的降采样及移位处理，能够使缓慢泄漏压力信号的压力下降率提高，通过对降采样及移位后的压力信号进行信号增强处理，能够使管道缓慢泄漏信号增强，再通过信号插值重构，能够提高对泄漏的定位精度，从而使得管道缓慢泄漏信号的监测更加灵敏，降低漏报警率和误报率。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种管道缓慢泄漏信号的处理方法，其特征在于，包括：

获取管道内部的初始压力信号；

对所述初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；

根据预设的信号抽取率，对所述去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号；

对所述压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；

对所述压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到所述管道完整长度的重构虚拟声波信号；

所述根据预设的信号抽取率，对所述去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号，包括：

根据所述信号抽取率，对所述去噪压力信号进行信号抽取，得到抽样压力信号；

对所述抽样压力信号进行移位处理，实现信号周期的压缩，得到所述压缩压力信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号，包括：

将所述压缩压力信号输入构建的声波信号变送器离散化数学模型；

基于所述声波信号变送器离散化数学模型，对所述压缩压力信号进行处理，得到所述压缩的虚拟声波信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号之前，还包括：

利用机理建模的方式，建立预设的声波信号变送器的数学模型，并对所述数学模型进行离散化处理，得到所述声波信号变送器离散化数学模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述重构虚拟声波信号，判断所述管道是否发生泄漏。

5.一种管道泄漏信号的处理装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取管道内部的初始压力信号；

去噪模块，用于对所述初始压力信号进行去噪处理，得到去噪压力信号；

处理模块，用于根据预设的信号抽取率，对所述去噪压力信号进行降采样及移位处理，得到压缩压力信号；

信号增强模块，用于对所述压缩压力信号进行信号增强处理，得到压缩的虚拟声波信号；

重构模块，用于对所述压缩的虚拟声波信号进行信号插值重构，得到所述管道完整长度的重构虚拟声波信号；

所述处理模块，包括：抽取单元和压缩单元；

所述抽取单元，用于根据所述信号抽取率，对所述去噪压力信号进行信号抽取，得到抽样压力信号；

所述压缩单元，用于对所述抽样压力信号进行移位处理，实现信号周期的压缩，得到所述压缩压力信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述信号增强模块包括：输入单元和处理单元；

所述输入单元，用于将所述压缩压力信号输入构建的声波信号变送器离散化数学模型；

所述处理单元，用于基于所述声波信号变送器离散化数学模型，对所述压缩压力信号进行处理，得到所述压缩的虚拟声波信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括模型构建模块；

所述模型构建模块，用于利用机理建模的方式，建立预设的声波信号变送器的数学模型，并对所述数学模型进行离散化处理，得到所述声波信号变送器离散化数学模型。

8.一种管道缓慢信号的处理系统，其特征在于，包括：压力变送器和管道泄漏监测处理设备；

所述压力变送器与所述管道泄漏监测处理设备相连；

所述压力变送器用于实时监测管道内部的压力信号，并将所述压力信号作为初始压力信号发送给所述管道泄漏监测处理设备；

所述管道泄漏监测处理设备用于执行权利要求1-4任一项所述管道缓慢泄漏信号的处理方法。

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