CN112923245B - 一种供水管网漏损探查的方法 - Google Patents

一种供水管网漏损探查的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种供水管网漏损探查的方法,包括:沿供水管网的管道路径在设定位置上设置有次声波接收器;控制所述次声波接收器进行漏水次声波的收集;基于接收到的漏水次声波以及次声波接收器的设定位置确定所述供水管网的漏损点。本发明能够提高供水管网漏水定位的便利性和准确性。

Description

一种供水管网漏损探查的方法
技术领域
本发明涉及自来水的供水管网技术领域,尤其涉及一种供水管网漏损探查的方法。
背景技术
当前,全球淡水资源极度紧缺,尚存的淡水资源又有很大一部分被污染而不能用于加工饮用水。更为严重的是,地下供水管网在输配饮用水的过程中由于管道老化、供水压力控制不善以及地面下沉等原因,会导致供水管道破裂,流失掉大量宝贵的饮用水。其结果既会浪费水资源,又会使漏水管道附近的土地流失,形成地下空洞,影响行车与行人安全。
供水管道大破口漏水是导致地下管网饮用水大量流失的主要原因。因此如何及时发现供水管道大破口漏水灾情,是解决饮用水流失的关键点。
管网漏损检测的传统方法有两类,一类是通过管网计量分区获知漏损区域,然后用人工在午夜安静时进行漏渗侦听;另一类是在管网上设置噪声、振动传感器或水听器(类似声呐)对管网可闻频段的漏渗声波进行自动或人为操作侦听。
由于人工侦听受环境条件和人的经验所局限,因此听漏的准确性较差,听漏的效率也非常低,而且受工作时间的限制;使用水听传感器听漏,需要在地下管道上开挖、打孔安装传感器,或在相关节点(如消防栓、阀门、水表等)上设置传感器。由于漏渗声在管道上传播衰减较大,传播距离较近,因此需要开挖很多路(地)面去安装噪声、振动或水听等传感器用于确认是否漏渗及漏渗准确位置。通过安装在各节点上的传感器,可以获取漏渗管道上传播的漏渗频率、信号强度及信号能量密度等信息,并将这些信息传输至水务信息平台进行漏渗状态及漏点位置确认。
采用在管道上安装传感器等方法实现的全自动或人工与自动相结合的方法监测并发现管网漏水点的方法,安装与使用成本很高,也很复杂。因此需要寻找一种使用更为简便、测量准确度更高、综合成本更低、自由度和机动性更好的新方法用于地下管网大破口漏水的检测与定位。
发明内容
本发明提供一种供水管网漏损探查的方法,其能够提高供水管网漏水定位的便利性和准确性。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种供水管网漏损探查的方法,包括:
沿供水管网的管道路径在设定位置上设置有第一次声波接收器;
控制所述第一次声波接收器进行漏水次声波的收集;
基于接收到的漏水次声波以及第一次声波接收器的设定位置确定所述供水管网的漏损点。
作为上述技术方案的优选,所述基于接收到的漏水次声波以及第一次声波接收器的设定位置确定所述供水管网的漏损点包括:获取供水管网的地下供水管道的地理空间信息以及漏水次声波的功率谱,通过分析漏水次声波的功率谱的能量密度变化信息确定漏损点与第一次声波接收器的设定位置之间的相对位置,基于所述相对位置与供水管道的地理空间信息确定所述漏损点的具体位置。
作为上述技术方案的优选,所述供水管网漏损探查的方法还包括:将第二次声波接收器设置于巡检设备上,所述巡检设备获取供水管网的地下供水管道的地理空间信息,基于地下供水管道的地理空间信息控制次声波巡检设备沿地下供水管道的路径移动巡查,当安装在所述巡检设备上的第二次声波接收器接收到漏水次声波则控制所述巡检设备记录接收位置。
作为上述技术方案的优选,所述巡检设备为无人机。
作为上述技术方案的优选,所述巡检设备为无人驾驶车辆。
作为上述技术方案的优选,所述供水管网漏损探查的方法还包括:对供水管网的地下供水管道进行信息改造,对地下供水管道的二维空间位置进行定量标注以获得供水管网的地下供水管道的地理空间信息。
作为上述技术方案的优选,所述对供水管网的地下供水管道进行信息改造为通过GIS系统对地下管道进行空间定位。
作为上述技术方案的优选,在所述基于接收到的漏水次声波以及第一次声波接收器的设定位置确定所述供水管网的漏损点之前,所述供水管网漏损探查的方法还包括:判断所述第一次声波接收器接收到次声波是否为漏水次声波。
作为上述技术方案的优选,所述供水管网漏损探查的方法还包括:通过模拟试验方法获取大破口处漏水点的次声波频率及强度信息,相应地,所述判断所述第一次声波接收器接收到次声波是否为漏水次声波包括:将接收到的次声波与模拟试验方法获取大破口处漏水点的次声波进行频率及强度信息对比以确定接收到的次声波是否为漏水次声波。
作为上述技术方案的优选,所述次声波接收器为压电式、电动势或电容式次声波传感器。
本发明提供一种供水管网漏损探查的方法,由于在管道大破口漏水处,通常会出现频率在数百赫兹的低频段声波和频率低于20Hz的次声波,并且次声波因其波长非常长,因此不容易被水、空气、土壤、金属等所吸收,并能绕开大多数障碍物。这就为在较远的空间探测地下管网大破口漏水提供了较充分的条件,本发明的供水管网漏损探查的方法通过沿供水管网的管道路径在设定位置上设置有第一次声波接收器,该设定位置可以为设定距离,也可以在特定位置进行设定,并且对各第一次声波接收器的设定位置进行定位,在实际使用过程中,将安装的第一次声波接收器进行漏水的次声波收集,当任一第一次声波接收器接收到漏水次声波就可以通过对该漏水次声波进行分析结合第一次声波接收器的安装位置的定位即可获得漏水点的具体位置,其相对于现有的探漏技术可以提高供水管网漏水定位的便利性和准确性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1示出了本发明本实施例一种供水管网漏损探查的方法的流程示意图
图2示出了本发明实施例中次声波接收器的工作原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参见图1,本发明实施例提供了一种供水管网漏损探查的方法,包括如下步骤:
步骤S100:沿供水管网的管道路径在设定位置上设置有第一次声波接收器;
步骤S200:控制第一次声波接收器进行漏水次声波的收集;
步骤S300:基于接收到的漏水次声波以及第一次声波接收器的设定位置确定供水管网的漏损点。
本实施例提供的一种供水管网漏损探查的方法,由于在管道大破口漏水处,通常会出现频率在数百赫兹的低频段声波和频率低于20Hz的次声波,并且次声波因其波长非常长,因此不容易被水、空气、土壤、金属等所吸收,并能绕开大多数障碍物。这就为在较远的空间探测地下管网大破口漏水提供了较充分的条件,本实施例的供水管网漏损探查的方法通过沿供水管网的管道路径在设定位置上设置有第一次声波接收器,该设定位置可以为设定距离,也可以在特定位置进行设定,并且对各第一次声波接收器的设定位置进行定位,在实际使用过程中,将安装的第一次声波接收器进行漏水的次声波收集,当任一次第一声波接收器接收到漏水次声波就可以通过对该漏水次声波进行分析结合第一次声波接收器的安装位置的定位即可获得漏水点的具体位置,其相对于现有的探漏技术可以提高供水管网漏水定位的便利性和准确性。
另外,本实施例中相对于现有技术中其还具有设置方便,节省人力和物力成本的特点。
具体工作过程如图2所示,第一次声波接收器10可以安装在供水管道20的上方,当然其也可以直接设置在路面40上,埋设在地下的供水管道20上具有大破口201,则供水管道20中的自来水会从大破口201处漏出,在大破口201位置形成漏损点,自来水从大破口201处漏出会形成次声波,次声波穿过供水管道20周围的泥土层30以及路面40由第一次声波接收器10接收到,基于第一次声波接收器10的位置定位以及对接收到的次声波进行分析可知道该漏损点的具体位置。
在本实施例的进一步可实施方式中,基于接收到的漏水次声波以及第一次声波接收器的设定位置确定供水管网的漏损点包括:获取供水管网的地下供水管道的地理空间信息以及漏水次声波的功率谱,通过分析漏水次声波的功率谱的能量密度变化信息确定漏损点与第一次声波接收器的设定位置之间的相对位置,基于相对位置与供水管道的地理空间信息确定漏损点的具体位置。
本实施例中通过获取供水管网的地下供水管道的地理空间信息可以得到供水管道在地下的位置情况,漏水次声波具有其特殊的功率谱,基于漏水次声波的功率谱的能量密度变化信息可以判断第一次声波接收器的安装位置与漏损点之间的位置关系,根据供水管道的地理空间信息可知每一供水管道的深度信息以及位置、走向等信息,第一次声波接收器的安装位置与漏损点之间的位置关系结合供水管道的深度信息以及位置、走向等信息可以准确定位漏损点所在的供水管道,以及确定漏损点所在的深度和方向等,便于维修人员进行维修操作,大大降低工作人员的工作量,另外,还可以防止在开挖过程中对供水管道造成损坏。
在本实施例的进一步可实施方式中,供水管网漏损探查的方法还包括:将第二次声波接收器设置于巡检设备上,巡检设备获取供水管网的地下供水管道的地理空间信息,基于地下供水管道的地理空间信息控制次声波巡检设备沿地下供水管道的路径移动巡查,当安装在所述巡检设备上的第二次声波接收器接收到漏水次声波则控制巡检设备记录接收位置。
本实施例中还通过在巡检设备上安装第二次声波接收器,然后将巡检设备沿着供水管网的管道路径进行巡回移动进行漏损探测,其可以起到辅助定位的作用,另外,其还可以防止漏检的情况,更进一步地,其还具有操作灵活,可以对各不同的供水管网实现探漏。
具体而言,其可以将任一供水管网的地下供水管道的地理空间信息加载到巡检设备上,巡检设备沿着供水管道的管道路径进行巡回移动,在巡检设备的系统上加载有定位系统,如GPS定位系统等,当安装在巡检设备上的第二次声波接收器收到供水管道的漏水次声波则对于接受位置进行定位,然后在基于漏水次声波的功率谱的能量密度变化信息确定具体的漏损点,然后通过通讯系统将该漏损点的定位信息发送至远程平台,便于维修人员及时发现和及时维修。
在本实施例的进一步可实施方式中,巡检设备为无人机。
本实施例中的巡检设备采用无人机可以使得其操作更加灵活,防止巡检设备受到空间和地形的影响。
在本实施例的进一步可实施方式中,巡检设备为无人驾驶车辆。
本实施例将巡检设备采用无人驾驶车辆可以节省巡检成本。
在本实施例的进一步可实施方式中,供水管网漏损探查的方法还包括:对供水管网的地下供水管道进行信息改造,对地下供水管道的二维空间位置进行定量标注以获得供水管网的地下供水管道的地理空间信息。
本实施例中对供水管网的地下供水管道进行信息改造,并对下供水管道的二维空间位置进行定量标注以获得供水管网的地下供水管道的地理空间信息可以准确获得供水管网的地下供水管道的地理空间信息。
在本实施例的进一步可实施方式中,对供水管网的地下供水管道进行信息改造为通过GIS系统对地下管道进行空间定位。
本实施例中采用GIS系统对地下管道进行空间定位可以具有定位准确,并且可以节省改造成本。
在本实施例的进一步可实施方式中,在所述基于接收到的漏水次声波以及第一次声波接收器的设定位置确定所述供水管网的漏损点之前,供水管网漏损探查的方法还包括:判断第一次声波接收器接收到次声波是否为漏水次声波。
由于在实际的工作过程中会存在漏水次声波以外的次声波,因此本实施例中通过判断第一次声波接收器接收到次声波是否为漏水次声波可以防止出现误检的情况。
在本实施例的进一步可实施方式中,供水管网漏损探查的方法还包括:通过模拟试验方法获取大破口处漏水点的次声波频率及强度信息,相应地,判断第一次声波接收器接收到次声波是否为漏水次声波包括:将接收到的次声波与模拟试验方法获取大破口处漏水点的次声波进行频率及强度信息对比以确定接收到的次声波是否为漏水次声波。
本实施例通过将接收到的次声波与模拟试验方法获取大破口处漏水点的次声波进行频率及强度信息对比以确定接收到的次声波是否为漏水次声波可以准确判断接收到的次声波是否为漏水次声波。
在本实施例的进一步可实施方式中,次声波接收器为压电式、电动势或电容式次声波传感器。
本实施例中的次声波接收器为压电式、电动势或电容式次声波传感器不仅可以节省成本,而且压电式、电动势或电容式次声波传感器具有灵敏性高的特点。
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。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种供水管网漏损探查的方法,其特征在于,包括:
沿供水管网的管道路径在设定位置上设置有第一次声波接收器;
将第二次声波接收器设置于巡检设备上,所述巡检设备获取供水管网的地下供水管道的地理空间信息,基于地下供水管道的地理空间信息控制次声波巡检设备沿地下供水管道的路径移动巡查,控制所述第一次声波接收器进行漏水次声波的收集,判断所述第一次声波接收器接收到次声波是否为漏水次声波,当安装在所述巡检设备上的第二次声波接收器接收到漏水次声波则控制所述巡检设备记录接收位置;
获取供水管网的地下供水管道的地理空间信息以及漏水次声波的功率谱,通过分析漏水次声波的功率谱的能量密度变化信息确定漏损点与第一次声波接收器的设定位置之间的相对位置,基于所述相对位置与供水管道的地理空间信息确定所述漏损点的具体位置;
所述第一次声波接收器设置在路面上,埋设在地下的供水管道上具有大破口,自来水从大破口处漏出会形成频率低于20Hz的次声波,次声波穿过供水管道周围的泥土层以及路面由第一次声波接收器接收到;
所述巡检设备为无人机;
所述供水管网漏损探查的方法还包括:对供水管网的地下供水管道进行信息改造,对地下供水管道的二维空间位置进行定量标注以获得供水管网的地下供水管道的地理空间信息;
所述对供水管网的地下供水管道进行信息改造为通过 GIS 系统对地下管道进行空间定位;
所述供水管网漏损探查的方法还包括:通过模拟试验方法获取大破口处漏水点的次声波频率及强度信息,相应地,所述判断所述第一次声波接收器接收到次声波是否为漏水次声波包括:将接收到的次声波与模拟试验方法获取大破口处漏水点的次声波进行频率及强度信息对比以确定接收到的次声波是否为漏水次声波。
2.根据权利要求 1 所述的供水管网漏损探查的方法,其特征在于,所述次声波接收器为压电式、电动势或电容式次声波传感器。
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