CN1283986C - 一种用于在液体输送管道中测定和关联以定出泄漏的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于测定和关联管线中泄漏的系统，包括多个检测和存储声音数据的记录器，一个可活动的连接于多个记录器的接口单元和一个可活动的连接于接口单元的计算机系统。每个记录器包括一个壳和配置在壳内的电子电路，电子电路包括一个用于控制记录器运行的微处理器、一个检测声音数据的声音传感器和用于存储由声音传感器所检测的声音数据的声音存储电路。使用中，多个记录器沿管线配置并被编程以记录声音数据。由多个记录器记录的声音数据被下载到计算机系统，它依次测定和关联在管线中出现的任何泄漏。

Description

一种用于在液体输送管道中测定 和关联以定出泄漏的系统

                   技术领域

本发明一般涉及在液体输送管道中检测泄漏的方法和设备，更具体地涉及检测和确切地确定在被埋于地下或别的难以接近检查的液体输送管道中泄漏位置的方法和设备。

                   背景技术

液体输送管道，如配水管线，经常发生泄漏。使问题变复杂的是，由于液体输送管道通常被埋在地下或者未被暴露或难于接近，这种情况下产生的泄漏通常不在表面，而因此未被检测。结果，液体输送管道可能发生泄漏很长时间，如一年或几年，还从未被检测过，这是人们不希望的。

此外，在现有技术中通常执行多级检查过程来测定和关联液体输送管道中的泄漏。

具体地，在第一阶段中，通常执行通用的测量或测定方式以确定在管道中，如一条管线，存在的泄漏。通常通过监视液体流入和流出分段计量区(DMA)，通过监视液体的最小夜流(night flow)，或通过利用声音记录器检测由液体产生的噪音超过预定临界值的时间，实现泄漏定位。

在第二阶段，通常执行更详细的关联方式以确定在地下液体输送管道中泄漏的精确位置。具体地，相关器(Correlator)通常被用于在地下管线之上的表面上或直接用于在易于接近的外部装置上，如阀或消防栓，以便更确切地确定管道中泄漏的位置。在使用相关器确定泄漏位置后，泄漏处上方的地面被挖掘，以修补泄漏。通过了解管道中泄漏的精确位置可以知道，挖掘只限于直接在泄漏上方的路面部分，因此减少了挖掘费用和修理时间，这是人们所希望的。

相关器通常利用声音技术确定泄漏位置。具体地，众所周知，从压力管道如管线选出的液体，比如水，产生沿管道以固定的速度从泄漏处向两侧传播的高频声波。同样众所周知，通过在泄漏处相反侧放置一对传感器，传感器将根据每个传感器到泄漏处的不同距离在不同时间接收泄漏噪声。由于声波的传播速度很容易计算，管线中的泄漏位置可以根据每个传感器检测声波的时差来确定。

在A.R.Anway的美国专利No.4,083,229中，公开了一种用于检测和确定在地下管道或类似物中液体泄漏位置的方法和装置，其中由泄漏产生的震动由麦克风或其它变换器在选择的间隔点上监听，其中在二个点中的每个点上监听的震动被转换成电信号，并且其中通过一个信号相对于另一个信号的可变的时间延迟来改变二个结果信号的相关程度以便自信号间的最大相关现象确定泄漏位置。在一个实施例中，通过一个可变长度的时间延迟线和用于逐步改变延迟线长度的装置，实现一个信号相对于另一个信号的可变时间延迟。在另一个实施例中，通过再循环延迟线分析仪来完成可变时间延迟，该分析仪与上述时间内的上述延迟相比，比可变长度延迟线需要更多的数据持续时间。

在前面提到的Anway专利中公开的用于检测和确定地下管道中液体泄漏的方法和装置利用一种互相关测量技术，其中一个信号在装置不断比较二个信号之间相似之处时相对于另一信号被逐渐延迟。这使得设备能测量泄漏噪声到各个传感器传播时间Td的差。通过确定特定管线的声速和掌握传感器之间距离，装置能根据下列公式计算泄漏位置：

L＝[D-(V×Td)]/2

其中L是泄漏位置相对于一个传感器的距离，D是传感器之间的整体距离，V是在管线介质中声音的速度，而Td是传输时间差。

在T.J.Allen的美国专利No.5,205,173中，公开了一种改进的在管线中使用互相关技术检测泄漏的方法和装置，包括以一对循环延迟线为特色的改进的相关电路，用于按周期性顺序分别接收，暂时存储和处理从一对远程定位传感器获得的输入数据的样本值，一个使输入到要复用信道的各个信道的样本值乘以存储于与其它信道有关的循环延迟线各样本值的乘法电路，一个用于累计乘法结果的加法器和累计存储器，和一个显示关联结果的显示器。

尽管在商业上已众所周知并被广泛应用，用于检测和确定地下管道液体泄漏位置的现有技术方法和设备还是具有显著的缺点。

例如，用于检测和确定地下管道液体泄漏位置的现有技术方法和设备通常需要实时分析由该对传感器所获得的声音数据。具体地，由传感器所检测的声音数据经由一个通信链接，如无线电或硬线链接被发送到中央关联单元。发送到中央关联单元的数据随后由一个关联劳动力实时分析，实时分析保证由传感器检测的声音数据在时间上同步。结果，由于声音数据必须实时分析，该数据在修理工作已在泄漏部位完成后不能被用于重复关联或比较。此外，由于声音数据必须实时分析，在由传感器累积声音数据期间需要一个固定的关联劳动力，因此增加了人们不希望有的费用和操作时间。

作为另一个例子，尽管在商业上已众所周知并被广泛应用，上文所述的用于测定和关联液体输送管道中泄漏的常用的多阶段检查过程，通常使用不同的设备和不同的劳动力来完成，因此增加了所不希望有的设备和工作成本。

作为另一个实例，用于检测和确定地下液体输送管道中液体泄漏的现有技术方法和设备，通常要求将一个固定的延迟引入到其中一个声音数据流中，由此增加所不希望有的总的分析时间。

作为另一个例子，用于检测和确定地下液体输送管道中液体泄漏的现有技术方法和设备通常不能补偿周围温度的变化，由此损害了对管线中泄漏处的计算精度，这是所不希望的。

作为另一个例子，用于检测和确定地下管道中液体泄漏的现有技术方法和设备通常分析一组声音数据，这可能不可靠。具体地，增加液体使用时，在管线中可能产生暂时的噪声，结果可能产生所不希望有的在管线中泄漏的检测和定位的不准确性。

作为另一个例子，用于检测和确定地下管道中液体泄漏的现有技术方法和设备，在声音数据收集期间通常只能使用二个传感器，由此限制了检查管线的速度和效率，这是不希望有的。

                     发明内容

本发明的一个目的是要提供一种新的并改进的测定和关联液体输送管道中泄漏的方法和系统。

本发明的另一个目的是要提供一种利用收集的声音数据测定和关联液体输送管道中泄漏的方法和系统。

本发明的又一个目的是要提供一种关联泄漏噪音的声音数据以准确地定出一个或核心泄漏位置的方法和系统。

本发明还有一个目的是要提供一种上文所述类型的方法和系统，其中收集的声音数据被存储在存储器中用于今后对泄漏的测定和关联。

本发明的另一个目的是要提供一种上文所述类型的方法和系统，它能补偿周围温度的变化。

本发明的又一个目的是要提供一种上文所述类型的在多个时间片(time slices)收集声音数据的方法和系统。

本发明还有一个目的是要提供一种上文所述类型的低成本制造且便于使用的方法和系统。

此外，作为本发明的一个特点，提供了一种用于测定和关联以定出在至少一个液体输送管道中至少一个泄漏的系统，所述系统包括：(a)沿液体输送管道以一种分隔关系被放置的第一和第二记录器，所述第一和第二记录器适于检测和存储在至少一个液体输送管道内产生的声音数据，(b)一个可活动的连接于所述第一和第二记录器的接口单元，及(c)一个可活动的连接于所述接口单元的计算机系统，其中由所述多个记录器所存储的声音数据能被下载到所述计算机系统，所述计算机系统能利用声音数据测定和关联在至少一个管道内的至少一个泄漏，其中所述第一记录器包括：(a)被成型以限定一个封闭的内腔的一个壳，及(b)配置在所述壳的内腔之内，用于检测和存储在至少一个液体输送管道内产生的声音数据的电子电路，其中所述电子电路包括，(a)一个控制所述第一记录器运行的微处理器，(b)一个连接于所述微处理器用于为所述第一记录供电的电池电源，(c)一个连接于所述微处理器用于检测在至少一个液体输送管道内产生的声音数据的声音传感器，及(d)连接于所述微处理器用于存储由所述声音传感器所检测的声音数据的数据存储电路，(e)用于整理和过滤由所述声音传感器所检测的声音信号的信号整理和滤波电路，所述的声音传感器通过所述信号整理和滤波电路被连接到所述微处理器，(f)连接至所述微处理器的实时时钟，(g)连接至所述实时时钟和所述微处理器的一个计数器，及(h)连接至所述实时时钟和所述微处理器的一个温度传感器。本文提供一种用于构成齿型铸造模型的齿型铸造底座部件，包括一个基座和一个可活动安装在所述基座上的底板，所述底板包括一个底面和一个上表面，上表面开有凹槽以构成一个固定齿形铸造模型的封闭槽。

作为本发明的另一个特点，提供了一种用于在具有多个部分的多维液体输送管道中测定和关联以定出至少一个泄漏的系统，所述的系统包括：(a)沿液体输送管道的多个部分以分隔关系放置的多个记录器，所述的多个记录器适于检测和存储在液体输送管道内产生的声音数据，(b)可活动的连接于所述多个记录器的一个接口单元，及(c)可活动的连接于所述接口单元的一个计算机系统，其中由所述多个记录器所存储的声音数据能被下载到所述计算机系统，所述计算机系统能利用声音数据测定和关联在液体输送管道中的至少一个泄漏，其中所述多个记录器之一包括：(a)被成型以限定一个封闭的内腔的一个壳，及(b)配置在所述壳的内腔之内，用于检测和存储在至少一个液体输送管道内产生的声音数据的电子电路，其中所述电子电路包括，(a)一个控制所述第一记录器运行的微处理器，(b)一个连接于所述微处理器用于为所述第一记录供电的电池电源，(c)一个连接于所述微处理器用于检测在至少一个液体输送管道内产生的声音数据的声音传感器，及(d)连接于所述微处理器用于存储由所述声音传感器所检测的声音数据的数据存储电路，(e)用于整理和过滤由所述声音传感器所检测的声音信号的信号整理和滤波电路，所述的声音传感器通过所述信号整理和滤波电路被连接到所述微处理器，(f)连接至所述微处理器的实时时钟，(g)连接至所述实时时钟和所述微处理器的一个计数器，及(h)连接至所述实时时钟和所述微处理器的一个温度传感器。

本发明此外的目的，以及特点和优点部分将在下列说明中陈述，而部分将从说明书变得清楚或者可以通过本发明的实施所了解。在说明中，参考构成其一部分并通过说明实施本发明的实施例的方式所展示的附图。实施例将被十分详细地描述以使得熟练的技术人员能实施本发明，而且要明白，其它的实施方式可以被利用并且可以进行结构的改变而不会脱离本发明的范围。因此，下列详细说明不包含限制的意义，而本发明的范围最好由附属的权利要求书规定。

                     附图说明

插入本文并构成说明书一部分的附图图示说明本发明的一个实施例，并与说明一起用于阐述本发明的原理。在图中相同的参考数字表示相同的部件：

图1是根据测定和关联液体输送管道中一个或多个泄漏的本发明的教导所构成的系统的框图；

图2是图1所示的其中一个记录器的透视图；

图3是图2所示记录器的框图；

图4是图1所示的接口单元的透视图；

图5是表示利用图1所示的系统，测定和关联在液体输送管道中多个泄漏中某一个泄漏的方法的流程图；

图6是图1所示一对记录器的透视图，表示的记录器被装在液体输送管道泄漏的相对两侧；

图7是利用图5所示的方法，用于确定液体输送管道中泄漏位置的一个图；以及

图8是图1所示的多个记录器的透视图，表示的记录器安装在复杂管线的各种位置上。

                          具体实施方式

参照图1，表示了根据本发明测定和关联在一个液体输送管道C中，如一个地下水管线，一个或多个泄漏的教导所构成的一个系统，该系统通常由参考数字11所标识。

系统11包括多个探测和记录声音数据的相关器箱(CP)记录器13，一个被连接到各个CP记录器13的接口单元15，和一个连接到接口单元15用于测定和关联由记录器13所记录的声音数据以确定在管道C中出现的泄漏L位置的计算机系统17。

现在参照图2和3，各记录器13包括一个形成坚固构造的壳19，以限定一个封闭的内腔21。

应该注意到，壳19最好由带有聚脂粉末涂料面漆和IP68防护涂层的压铸铝构成，因此能使记录器13可完全浸入水中并且试验压力至少为3.0米(10英尺)水压。然而，要明白，记录器13可以由替换的材料构成而不脱离本发明的实质。

还应该注意到，壳19最好以长约140mm(5.6英尺)和直径约66mm(2.6英寸)的圆筒状外形构成。此外，壳19最好被构造为使得记录器13约0.7kg(1.54磅)重并可在-10℃(14)和70℃(158)之间操作。然而，要明白，记录器13可以被制成具有其它形状，重量和/或工作温度范围而不会脱离本发明的实质。

一个磁性接合器23被装在壳19上。磁性接合器23能使记录器13简单牢固地安装在金属管线上或其它易于接近的金属外部装置，如一个阀或消防栓。具体而言，磁性接合器23能使记录器13易于放在管线或外部装置上，借助磁力使记录器13留在其上。

如下文将进一步详细叙述的，通信连接器25被安装在壳19上并使配置在各记录器13内记录器电路互连到接口单元15。通信连接器25最好是包括四个军用销连接器27的串行数字通信连接器。具体地，第一军用销连接器27-1被指定用作串行通信信号的传输，该串行通信信号最好以约115,200波特率工作。第二军用销连接器27-2被指定用于接收来自接口单元15的外部电能，由此，延长各记录器13电池的寿命。第三军用销连接器27-3被指定用作记录器13的重置功能。第四军用销连接器27-4被指定用作端口识别(ID)输入，端口ID输入被使用以便计算机系统17能检测被连接到接口15的记录器13的位置和识别其存在。还应该注意到，通信连接器25最好包括能活动配置在销连接器27上的一个盖28，因此，能使被留在地下无人看管的记录器13延长作业的时间而不会有任何填塞的危险或危害。

记录器13也包括用于检测和存储由液体输送管道所产生的声音数据，如由一个或多个泄漏L所产生的频率声，的电子电路29。电子电路29被配置在壳19的封闭内腔21内并被连接于通信连接器25。

电子电路29包括一个控制记录器13全面运行的微处理器或控制器31。微处理器31被连接于通信连接器25。

为记录器13供电的电池电源33被连接于微处理器31。最好，电池源33是不可重复充电具有约5年寿命的锂亚硫酰氯化(lithium thionylchloride)电池组件。然而，要明白，电池电源33代表了使记录器13为自持单元的任何公知类型的电池组件而不会脱离本发明的实质。应该注意到，电池电源33实际上使记录器13是自持单元，因此，使记录器13留在地下无人看管很长时间而不会有任何堵塞的危险或危害。应注意到，记录器13连接到接口单元15，接口单元15能向记录器13提供电能，由此节省电池电源33。

电子电路29也包括用于放大和检测声音数据的声音传感器35。最好，声音传感器35是具有约2Hz到4KHz频率范围的完整的压缩加速仪(an integral piezo compression acceIerometer)/输入传感器。然而，要明白，声音传感器35表示用于探测声音的任何公知的装置，如水听器，而不会脱离本发明的实质。

用于整理和过滤由传感器35所检测的声音数据的信号整理和滤波电路37被连接至传感器35，还有微处理器31。最好，信号整理和滤波电路37包括一个可调节的50/60Hz陷波滤波器以减少不想要的频率，如由电源线所产生的那些频率。然而要明白，电路37可能包括其它类型的滤波器而不会脱离本发明的实质。

应该注意，电路37结合的增益调节要保证由泄漏L所产生的声音数据具有由声音传感器35测量的足够的幅值，而不会使电路37饱和。该增益调节控制在记录器13内自动操作并使用简单的平均技术，以避免由于由附近瞬间冲击振动导致的噪声信号随机大峰值的出现而过分降低灵敏度。具体地，增益调节由微处理器31所控制，微处理器31把增益调节为适应于声音噪声级的一个值。一个12bit模拟-数字转换器(A/D)被用于将由传感器35所检测的声音数据转换数字格式，随后依次由微处理器31以达到5KHz的速率读取。

还应该注意到，信号整理和滤波电路37仅在记录器13记录声音数据时由微处器31接通，否则电路37被切断以减少电能损耗。

用于存储由传感器35所探测的声音数据的数据存储电路或随机存取存储器(RAM)电路39被连接至微处理器31。最好，数据存储电路39具有足够的存储空间以便存储能预先编程为32个独立记录的4.5分钟的声音记录时间，数据存储电路39既使在缺少电能时也能保留数据。

应该注意到，数据存储电路39消除了需要昂贵的且不可靠的被用于定点，实时关联的无线电或硬线连接。相反，数据存储电路39能使记录器13收集和存储声音数据，这样能在稍后的时间在远离工作场所的地方执行关联，这是所希望的。

用于多个记录器13时间同步的实时时钟41被连接至微处理器31。最好，时钟41包括一个32,768Hz的石英晶体振荡器(未表示)和一个通用的连续运行的时钟微处理器芯片(未表示)。时钟微处理器芯片的输出被连接至32比特计数器43，计数器43被连接至微处理器31并由微处理器31控制。

应该注意到，时钟41用作以1秒的时间间隔更新在时钟微处理器芯片内的时钟寄存器并输出固定的频率。该固定的频率用作以规则的时间间隔通知微处理器31递增监视计时器(未表示)和递增加计数器43。直到从时钟41接收以规则的时间间隔的一个中断信号，微处理器31确定传感器35是否要接通进行另一项记录。

还应该注意到，计数器43能在开始声音记录后延迟记录器13的时间，因此在系统11的运行中提供了更多的灵活性，这是所希望的。此外，计数器43被用于计算时钟41的线性漂移补偿，这在下文还将详细叙述。

温度传感器或热敏电阻45被连接至时钟41和微处理器31。传感器45能使时钟41校正，以便及时补偿由于温度变化导致的漂移。具体地，已发现，在周围温度变化时，记录器13的内部时钟41将漂移，因此在泄漏关联过程中产生明显的计算误差。这样，由传感器45所收集的温度数据被用于补偿时钟漂移。应该注意到，要保证温度数据的准确性，传感器45被直接安装在时钟41的晶体振荡器上，因为晶体振荡器是时钟41对温度度最敏感的部分。

一个控制电路47被连接于微处理器31。控制电路47提供多种功能，如电能调节，电池监视和监视电路。具体地，控制电路47通过采集电池电压和总的电流消耗测量值，监视电池电源33。此外，控制电路47提供监视电路，如果计数器43未由微处理器31清除，例如如果程序由于某些大的电干扰锁定在一个不确定的程序空间上时，它至少每16秒钟一次重置计数器43。

在使用上，记录器13以下列方式记录在液体输送管道C中产生的声音数据。微处理器31以规则的时间间隔从时钟41接收一个中断信号以检测是否是下一个声音数据记录时间，如果微处理器31确定声音数据是要记录的，微处理器31让来自电池电源33的电能传送到信号整理和滤波电路37及声音传感器35，微处理器31用合适的时钟信号为电路37的所有滤波电路，包括50/60Hz滤波器，编程。声音传感器35随后读取在管道C内产生的声音数据。内传感器35所检测的声音数据随后被转换成由微处理器31读取的数字格式。在读取声音数据后，微处理器31计算和设置一个为信号整理和滤波电路37设置的合适增益，然后读取和记录计数器43和温度传感器45，以便补偿时钟漂移。根据外偿的时钟漂移，又一个声音数据随后在预定速率的一组记录上被采样，采样的声音数据被存储于数据存储电路39。

现在参照图4，接口单元15包括一个装载盒49和一个位于装载盒49内的记录器接口51。

装载盒49最好由结实、耐用的材料制造。比如铝并包括一个确定大小的内腔53，并能容纳多个记录器13和记录器接口51。最好，一个内衬，如泡沫，被配置在内腔53内以保护记录器13。

记录器接口51配置在装载盒49内并用作将多个记录器13链接到计算机系统17。记录器接口51最好包括一个到计算机系统17的RS232串联通信链接，该链接具有115K波特率及数据压缩。记录器接口51最好还包括一个带有12伏DC充电插口的内部可重复充电的镍-镉电池，用于为记录器接口51供电。

计算机系统17被连接至接口单元15的记录器接口51，并在关联管道C中泄漏L期间用作用户接口。计算机系统17最好满足下列最低要求：一个300MHz微处理器、64MB RAM、一个6.0GB硬盘驱动器、一个3.5英寸软盘驱动器、一个24倍速CD-ROM和1,115k波特的串接端口。然而，要明白，其它的计算机系统可以被用在系统11中而不会脱离本发明的实质。

现在参照图5，表示利用系统11测定和关联在液体输送管道C中一个或多个泄漏L的方法，该方法通常由参考数字111所标识。方法111将首先叙述利用第一CP记录器13-1和第二CP记录器13-2测定和关联在管道C中的泄漏L。然而，要明白，如下文还要详细叙述的，其它记录器13可以被用于方法111中而不违反本发明的精神。

方法111包括一个记录器建立模式113，其中记录器13-1和13-2被适当建立，用于声音数据的检测和存储。具体地，记录器13被连接到接口单元15，又连接至计算机系统17。用这样连接的系统11，用户面对计算机系统17使记录器13同步并配置使之具有多个预定的声音记录期。通常，在计算机系统17上装载的软件将使用户缺省配置记录器13具有一个记录期，记录期由1至32个循环的记录周期(通常每个记录周期有40,000个读取)组成，记录器13每秒在约4800个样本上系集声音数据。

应该注意到，方法111能让由记录器13-1和13-2非同步记录的声音数据的同步达到1毫秒的准确度，这是所希望的。具体地，记录器13-1和13-2达到1毫秒准确度的同步能使方法111定出由关联的记录器13所记录的信号之间的时间差，这是本发明的主要目的。

在记录器13为记录声音数据在建立模式113中被同步和编程之后，方法111开始一个部署模式115。具体地，在部署模式115中，一个记录器13-1沿管道C被放在一个位置，而另一个记录器13-1沿管道C被放在另一个位置，记录器13借助于磁性接合器23被留在管道C上。应该注意到，部署模式115非常容易、快速和不引人注目并且既可以在白天也可以在晚上完成，这是所希望的。

在部署模式115之后，方法111包括一个声音采样和存储模式117。在声音采样和存储模式117中，预编程的记录器13在多个时间片采样和存储在管道C内产生的声音数据，多个读数被使用以便消除在管道C内产生的暂时的、与泄漏无关的噪声(即，由于对水使用的暂时增加)。像这样，多个声音数据样本的收集能滤除随机的噪声，这样留下分析的只是管道C中由泄漏所产生的连续声波。通常，分析金属管道有少数量的时间片就够了(即，2或3个10秒持续时间的短记录)。然而，对于其它类型的管道记录时间可以被增加。此外，在白天周围噪声太大的地方，可以采用在夜间预选开始时间，利用多达30次的大声(shouter)记录。

在采样和存储模式117之后，记录器113在复原(retrieval)模式119中被收集。应该注意到，记录器113的复原是非常简单和不引人注目的并且可以在白天的任何时间执行。在复原模式119期间，记录器13被连接至接口单元15的记录器接口51，接口单元15又被连接到计算机系统17。结果，如下文还要详细叙述的，使用者可以利用计算机系统17测定和关联在管道C中的泄漏。

应该注意到，因为记录器113能采集和存储声音数据，记录器13能被用于在稍后的时间和遥远的位置测定和关联泄漏L，由此消除实时计算的需要。此外，在应该注意到，由于泄漏L的定位和关联不需要实时计算，方法111实际上不引人注目且易于使用，这是所希望的。

在复原步骤119之后，使用者决定是否执行一个可供选择的管道C的测量扫描，该决定由图5中的参考数字120所表示。

如果使用者决定在模式120中执行测量扫描，一个测量扫描或测定模式121被执行以确定在管道C中存在的任何泄漏L。具体地，使用者利用计算机系统17进行声音记录结果的初始观察。软件包将设置一个缺陷管道C的长度和材料，进行相关练习并显示一组初始的结果。使用者被允许改变缺省的管子的长度和材料。然后重新关联。应该注意到，测量扫描模式121是可选择的，因为使用者能替代地通过监视管道C分段计量区(DMA)液体的流入和流出或通过监视管道C中液体的最小夜流，确定管道C中一般存在的泄漏。

如参考数字122所表示的，测量扫描模式121将确定管道C中一般存在的泄漏。如果测量扫描模式121确定管道C中没有泄漏L存在，如参考数字123所表示的，方法111终止。相反。如果测量扫描模式121确定在管道C内有一个或多个泄漏L存在，或者如果测量扫描模式121是旁路的，要求使用者确定管道C的分布状况是已知的，如参数数字124所表示的。

如果管道C的分布状况是已知的，分布状况输入模式125开始。具体地，在分布状况输入模式125中，要求用户将关于记录器13-1和记录器13-2之间的距离D、管道C的直径和管道C的具体材料的确切信息输入到计算机系统17。应该注意到，分布状况信息可能经常从GIS计划的直接现场测量获得。

如果管道C的分布状况是已知的，可以利用由三个或多个记录器13所收集的声音数据执行分布状况确定模式126。应该注意到，如果三个或多个记录器13被用于方法111，分布状况确定模式126只能被计算。具体地，在分布状况确定模式126中，当三个或多个记录器13被使用时，位于泄漏L的同侧并隔开一个已知距离的二个相邻记录器，通过实时地测量滞后时间被用于计算在管线内的声速，其中声音信号由二个记录器所检测。

方法111的最终步骤是要执行关联模式129以确切地确定在管道C中泄漏L的准确位置。关联模式129利用CP记录器13所收集的声音数据准确地确定管道C中一个或多个泄漏L的位置。

应该注意到，在关联模式129中新颖处尤其是关于，精度，其中关联模式129能计算由关联计录器13所记录的声音信号之间的时间差并且如下文还要详细叙述的，确定管道C中一个或多个泄漏L的精确位置。

具体地，关联模式129以下列方式被完成。现在参照图6，借助在管道C上在泄漏L相反侧配置的第一数据记录器13-1和第二数据记录器13-2，记录器13-1和13-2被隔开的距离D，由泄漏L产生的噪声将由第一数据记录器13-1和第二数据记录器13-2在不同时间检测。在从记录器13-1和13-2将声音数据下载到计算机系统17时，在计算机系统17中的关联软件将确定，泄漏噪声信号到达数据记录器13-1时和泄漏噪声信号到达数据记录器13-2时之间的时间差τ。

应该注意到，泄漏噪声的传播速度V是一个固定值并且可以在分布状况输入模式125中由计算机系统17计算。因为在管道C中传播速度V在离开泄漏源L的二个方向上是固定的，泄漏相对于记录器13-1的精确位置能同下列等式确定：

P＝(D-V×τ)/2

如上面提到的，由每个CP记录器13记录的数据被下载到计算机系统17上并在采样和存储阶段117之后的任意时间上，关联模式129被离线执行。结果，应该注意到，声音数据随后能被存储在计算机系统17，以便在修理工作已在管道C确定部位进行后能重复比较关联。

在关联模式129中，声音数据最好在图7所示的那种关联曲线图上被显示。图7中的关联曲线图显示了为从记录器13-1到13-2的距离的函数的由记录器13所检测的声音信号的相对关联级。如在曲线图中所示，泄漏的出现将在曲线图上产生相当大的频率峰值，该峰值因此能使使用者断定泄漏相对于记录器13的精确位置，这是所希望的。

因为，关联模式129在声音采样和存储模式117之后的一个时间被离线执行，需要使二组声音数据同步到相同时刻，以保证关联是准确的。例如，如果来自一个记录器的数据相对于其它记录器被延迟10毫秒，关联泄漏真正位置的误差可能产生，这是所不希望有的。此外，多个记录器之间的数据，在关联模式129期间通过对各个记录器13的实时时钟41的同步，被同步到1毫秒的准确度。

尽管可以利用二个记录器13执行方法111，要明白方法111可能利用其它的记录器被完成而不会违背本发明的精神。

作为一个例子，方法111可以有选择地利用三个或多个CP记录器13，以测定和关联管道C中的泄漏L，结果，多个记录器13可以沿着如图8所示的复杂管线P被定位，以准确地确定其中形成的泄漏源L，因此能快速和容易的对较大区域进行监视，这是所希望的。应该注意到，对多个记录器13中三个记录器的应用能使方法111被用在直线管或“T”型连接周围，以确定多个泄漏L的位置。

应该注意到，使用三个CP记录器13能在多维管道C上进行泄漏噪声的关联。具体地，记录器13能并行地配置在管子的多个部分，因此明显地减少在管道C中关联泄漏L所需要的工时数，这是所希望的。

上述本发明的实施例仅为解释性的，而熟练的技术人员可将其进行许多变更和修改而不会脱离本发明的实质。所有这样的变更的修改将在如权利要求书所规定的本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种用于测定和关联以定出在至少一个液体输送管道中至少一个泄漏的系统，所述系统包括：

(a)沿液体输送管道以一种分隔关系被放置的第一和第二记录器，所述第一和第二记录器适于检测和存储在至少一个液体输送管道内产生的声音数据，

(b)一个可活动的连接于所述第一和第二记录器的接口单元，及

(c)一个可活动的连接于所述接口单元的计算机系统，其中由所述多个记录器所存储的声音数据能被下载到所述计算机系统，所述计算机系统能利用声音数据测定和关联在至少一个管道内的至少一个泄漏，

其中所述第一记录器包括：

(a)被成型以限定一个封闭的内腔的一个壳，及

(b)配置在所述壳的内腔之内，用于检测和存储在至少一个液体输送管道内产生的声音数据的电子电路，

其中所述电子电路包括，

(a)一个控制所述第一记录器运行的微处理器，

(b)一个连接于所述微处理器用于为所述第一记录供电的电池电源，

(c)一个连接于所述微处理器用于检测在至少一个液体输送管道内产生的声音数据的声音传感器，及

(d)连接于所述微处理器用于存储由所述声音传感器所检测的声音数据的数据存储电路，

(e)用于整理和过滤由所述声音传感器所检测的声音信号的信号整理和滤波电路，所述的声音传感器通过所述信号整理和滤波电路被连接到所述微处理器，

(f)连接至所述微处理器的实时时钟，

(g)连接至所述实时时钟和所述微处理器的一个计数器，及

(h)连接至所述实时时钟和所述微处理器的一个温度传感器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一记录器包括一个安装在所述壳上，用于将所述第一记录器保持在至少一个液体输送管道上的磁性接合器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一记录器包括一个安装在所述壳上的一个通信连接器，该通信连接器被连接于所述电子电路和所述接口单元。

4.一种用于在具有多个部分的多维液体输送管道中测定和关联以定出至少一个泄漏的系统，所述的系统包括：

(a)沿液体输送管道的多个部分以分隔关系放置的多个记录器，所述的多个记录器适于检测和存储在液体输送管道内产生的声音数据，

(b)可活动的连接于所述多个记录器的一个接口单元，及

(c)可活动的连接于所述接口单元的一个计算机系统，其中由所述多个记录器所存储的声音数据能被下载到所述计算机系统，所述计算机系统能利用声音数据测定和关联在液体输送管道中的至少一个泄漏，

其中所述多个记录器之一包括：

(a)被成型以限定一个封闭的内腔的一个壳，及

(b)配置在所述壳的内腔之内，用于检测和存储在至少一个液体输送管道内产生的声音数据的电子电路，

其中所述电子电路包括，

(a)一个控制所述第一记录器运行的微处理器，

(b)一个连接于所述微处理器用于为所述第一记录供电的电池电源，

(c)一个连接于所述微处理器用于检测在至少一个液体输送管道内产生的声音数据的声音传感器，及

(d)连接于所述微处理器用于存储由所述声音传感器所检测的声音数据的数据存储电路，

(e)用于整理和过滤由所述声音传感器所检测的声音信号的信号整理和滤波电路，所述的声音传感器通过所述信号整理和滤波电路被连接到所述微处理器，

(f)连接至所述微处理器的实时时钟，

(g)连接至所述实时时钟和所述微处理器的一个计数器，及

(h)连接至所述实时时钟和所述微处理器的一个温度传感器。

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