CN210319437U - 一种给水网管漏损检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种给水网管漏损检测系统，包括设置于给水管道侧壁的至少两个加速度传感器，用于获取给水管道的声波信号，并将声波信号转换成电压信号；与加速度传感器一一对应相连的信号处理器，用于对电压信号进行信号放大、滤波处理得到处理后电压信号，并将处理后电压信号转换为数字电压信号；与通讯设备一一对应相连的授时模块，用于记录加速度传感器获取声波信号的时间；与信号处理器一一对应相连的通讯设备，用于按照时间和信号一对一的形式发送时间和数字电压信号至上位机；与通讯设备相连的上位机，用于根据时间和数字电压信号确定给水管道是否存在漏损，若存在漏损，并确定漏损的位置。利用授时模块计时，提高确定漏损的位置的准确性。

Description

一种给水网管漏损检测系统

技术领域

本申请涉及给水网管漏损检测技术领域，特别是涉及一种给水网管漏损检测系统。

背景技术

目前我国的城镇供水主要是依靠给水管道进行供水，因此，对给水管网进行检测以保证其正常运行至关重要。给水管道因长期超限运行、年久失修导致老化严重，容易出现漏损，或者因受到腐蚀、人为破坏等因素出现漏损，不仅造成水资源的浪费，还会对给水管道周边的环境和道路安全造成不良影响，因此给水管网漏损检测是的一项重要内容。

现有的给水管网漏损检测，依靠距离管道漏损处最近的两个漏水噪声记录仪获取噪声信号，由于两个漏水噪声记录仪距离漏损处的距离不同，导致漏损处声波到达漏水噪声记录仪的时间不同，进而根据噪声到达两个漏水噪声记录仪的时间差来确定漏点的位置，但是，由于数据传输延时，导致噪声到达两个漏水噪声记录仪的时间差的计算并不准确，进而导致漏损定位并不准确。

因此，如何提高漏损定位的准确性是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种给水网管漏损检测系统，以提高漏损定位的准确性。

为解决上述技术问题，本申请提供一种给水网管漏损检测系统，包括：

设置于给水管道侧壁的至少两个加速度传感器，用于获取所述给水管道的声波信号，并将所述声波信号转换成电压信号；

与所述加速度传感器一一对应相连的信号处理器，用于对所述电压信号进行信号放大、滤波处理得到处理后电压信号，并将所述处理后电压信号转换为数字电压信号；

与通讯设备一一对应相连的授时模块，用于记录所述加速度传感器获取所述声波信号的时间；

与所述信号处理器一一对应相连的所述通讯设备，用于按照时间和信号一对一的形式发送所述时间和所述数字电压信号至上位机；

与所述通讯设备相连的所述上位机，用于根据所述时间和所述数字电压信号确定所述给水管道是否存在漏损，若存在漏损，并确定所述漏损的位置。

可选的，还包括：

设置于所述给水管道内部的涡轮发电机，用于为所述加速度传感器、所述信号处理器、所述授时模块、所述通讯设备提供电能。

可选的，所述通讯设备为4G通讯模块或者LoRa无线模块。

可选的，还包括：

与所述授时模块相连的实时时钟。

可选的，所述授时模块为北斗/GPS双模授时模块。

可选的，还包括：

与所述上位机相连的报警装置，用于当存在漏损时，发出报警信息。

可选的，还包括：

与所述上位机相连的终端，用于查询所述给水管道是否存在漏损。

本申请所提供的给水网管漏损检测系统，包括设置于给水管道侧壁的至少两个加速度传感器，用于获取所述给水管道的声波信号，并将所述声波信号转换成电压信号；与所述加速度传感器一一对应相连的信号处理器，用于对所述电压信号进行信号放大、滤波处理得到处理后电压信号，并将所述处理后电压信号转换为数字电压信号；与通讯设备一一对应相连的授时模块，用于记录所述加速度传感器获取所述声波信号的时间；与所述信号处理器一一对应相连的所述通讯设备，用于按照时间和信号一对一的形式发送所述时间和所述数字电压信号至上位机；与所述通讯设备相连的所述上位机，用于根据所述时间和所述数字电压信号确定所述给水管道是否存在漏损，若存在漏损，并确定所述漏损的位置。

可见，本申请的给水网管漏损检测系统通过至少两个加速度传感器获取给水管道的声波信号，每个加速度传感器均具有对应的授时模块，利用授时模块对对应的加速度传感器获取声波信号的时间进行记录，记录的时间不受时间环境的影响，且无需考虑数据传输延时，使得上位机根据授时模块的时间获得的时间差更准确，从而提高确定漏损的位置的准确性。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例所提供的一种给水网管漏损检测系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的另一种给水网管漏损检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，现有的给水管网漏损检测，依靠距离管道漏损处最近的两个漏水噪声记录仪获取噪声信号，由于两个漏水噪声记录仪距离漏损处的距离不同，导致漏损处声波到达漏水噪声记录仪的时间不同，进而根据噪声到达两个漏水噪声记录仪的时间差来确定漏点的位置，但是，由于数据传输延时，导致噪声到达两个漏水噪声记录仪的时间差的计算并不准确，进而导致漏损定位并不准确。

有鉴于此，本申请提供了一种给水网管漏损检测系统，请参考图 1，图1为本申请实施例所提供的一种给水网管漏损检测系统的结构示意图，该检测系统包括：

设置于给水管道侧壁的至少两个加速度传感器1，用于获取所述给水管道的声波信号，并将所述声波信号转换成电压信号；

与所述加速度传感器1一一对应相连的信号处理器2，用于对所述电压信号进行信号放大、滤波处理得到处理后电压信号，并将所述处理后电压信号转换为数字电压信号；

与通讯设备一一对应相连的授时模块3，用于记录所述加速度传感器1获取所述声波信号的时间；

与所述信号处理器2一一对应相连的所述通讯设备4，用于按照时间和信号一对一的形式发送所述时间和所述数字电压信号至上位机 5；

与所述通讯设备4相连的所述上位机5，用于根据所述时间和所述数字电压信号确定所述给水管道是否存在漏损，若存在漏损，并确定所述漏损的位置。

其中，授时模块3是一种可以提供精准授时服务的部件，授时精度可以精确至纳秒。授时模块3有多种类型，例如，GPS授时模块、北斗授时模块、北斗/GPS双模授时模块、全星座授时模块，本申请中对授时模块3的种类不做具体限定，可自行设置。当授时模块3可以接收到信号时，便可以直接使用自身的时钟源计时，不会出现因外部环境变换而导致时间不同步的情况，以保证事件时间的准确性。

具体的，当给水管道发生漏损时会产生比普通水声频率高的声波沿给水管道传播。加速度传感器1是一种高灵敏压电陶瓷原件，具有极高的灵敏性和极高的感受频率范围，因其体积小、重量轻，可以通过强力磁铁吸附在给水管道上与给水管道发生共振，使获取的声波信号更加完整准确。

具体的，信号处理器2包括放大器、滤波器和模数转换器，放大器对电压信号进行放大处理，滤波器对放大后的电压信号进行高频信号和低频信号的滤波处理，以减少外部环境信号的干扰，模数转换器将处理后电压信号转换为数字电压信号。

具体的，通讯设备4按照时间和信号一对一的形式将时间和数字电压信号进行打包，发送时间和数字电压信号至上位机5。

需要指出的是，本实施例中对通讯设备4不做具体限定，可情况而定。例如，所述通讯设备4为4G通讯模块或者LoRa无线模块，其中，LoRa无线模块具有功耗低、成本低、传输距离远的优点。

可以理解的是，上位机5中具有数据接收部件，用于接收通讯设备4发送的时间和处理后声波信号。

当给水管道存在漏损时，上位机5根据下式确定漏损的位置：

式中，L₀为漏损两侧距离漏损最近的两个加速度传感器之间的距离，V为声波在给水管道中的传播速度，ΔT为两个授时模块所记录的时间的差值，L为漏损与距离漏损较近的加速度传感器的距离。

可以理解的是，给水网管漏损检测系统具有供电设备，用于为加速度传感器1、信号处理器2、授时模块3、通讯设备4提供电能，以保证检测系统的运行。例如，可以采用太阳能电池作为供电设备，或者依靠输电线提供电能。

本实施例的给水网管漏损检测系统通过至少两个加速度传感器1 获取给水管道的声波信号，每个加速度传感器1均具有对应的授时模块3，利用授时模块3对对应的加速度传感器1获取声波信号的时间进行记录，记录的时间不受时间环境的影响，且无需考虑数据传输延时，使得上位机5根据授时模块3的时间获得的时间差更准确，从而提高确定漏损的位置的准确性。

请参考图2，图2为本申请实施例所提供的另一种给水网管漏损检测系统的结构示意图。

在上述实施例的基础上，给水网管漏损检测系统还包括：

设置于所述给水管道内部的涡轮发电机6，用于为所述加速度传感器1、所述信号处理器2、所述授时模块3、所述通讯设备4提供电能。

当给水管道中有水流流过时，涡轮发电机6发电，并将电能输送至加速度传感器1、信号处理器2、授时模块3、通讯设备4。当给水管道中的水流发生大量泄露、给水管道中没有水流流过时，涡轮发电机6停止工作，且通过对涡轮发电机6的供电电压分析，可间接辨别给水管道中的实时水量和流速，不仅可以节能环保而且可以大大降低人员维护成本，使加速度传感器1、信号处理器2、授时模块3、通讯设备4可以长时间持续运行。

优选地，给水网管漏损检测系统还包括：与所述授时模块3相连的实时时钟7。

当授时模块3不能接受到信号时，例如在某些没有信号的地区，或者信号质量不佳的地方，不能对时间进行记录，此时可以采用实时时钟7(Real-Time Clock)进行计时，以保证获取声波信号时间的准确性，当授时模块3恢复正常工作时(即可以接收到信号时)，仍由授时模块3进行计时。

需要说明的是，实时时钟7经过校准算法自动校准，以避免因为实时时钟7内部晶振老化导致定时不准的问题。

优选地，给水网管漏损检测系统还包括：与所述上位机5相连的报警装置8，用于当存在漏损时，发出报警信息。

需要说明的是，本实施例中对报警信息不做具体限定，视情况而定。例如，报警信息可以为声音报警信息，或者文字报警信息，或者声音和文字组合报警信息，以及时通知工作人员给水管道出现漏损。

优选地，给水网管漏损检测系统还包括：与所述上位机5相连的终端9，用于查询所述给水管道是否存在漏损。工作人员可以通过终端9远程查询给水管道的检测结果，非常方便，

需要指出的是，本实施例中对终端9并不做具体限定，视情况而定。例如，终端9可以为手机，或者平板电脑等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本申请所提供的给水网管漏损检测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种给水网管漏损检测系统，其特征在于，包括：

设置于给水管道侧壁的至少两个加速度传感器，用于获取所述给水管道的声波信号，并将所述声波信号转换成电压信号；

与所述加速度传感器一一对应相连的信号处理器，用于对所述电压信号进行信号放大、滤波处理得到处理后电压信号，并将所述处理后电压信号转换为数字电压信号；

与通讯设备一一对应相连的授时模块，用于记录所述加速度传感器获取所述声波信号的时间；

与所述信号处理器一一对应相连的所述通讯设备，用于按照时间和信号一对一的形式发送所述时间和所述数字电压信号至上位机；

与所述通讯设备相连的所述上位机，用于根据所述时间和所述数字电压信号确定所述给水管道是否存在漏损，若存在漏损，并确定所述漏损的位置。

2.如权利要求1所述的给水网管漏损检测系统，其特征在于，还包括：

设置于所述给水管道内部的涡轮发电机，用于为所述加速度传感器、所述信号处理器、所述授时模块、所述通讯设备提供电能。

3.如权利要求1所述的给水网管漏损检测系统，其特征在于，所述通讯设备为4G通讯模块或者LoRa无线模块。

4.如权利要求1所述的给水网管漏损检测系统，其特征在于，还包括：

与所述授时模块相连的实时时钟。

5.如权利要求1至4任一项所述的给水网管漏损检测系统，其特征在于，所述授时模块为北斗/GPS双模授时模块。

6.如权利要求5所述的给水网管漏损检测系统，其特征在于，还包括：

与所述上位机相连的报警装置，用于当存在漏损时，发出报警信息。

7.如权利要求6所述的给水网管漏损检测系统，其特征在于，还包括：

与所述上位机相连的终端，用于查询所述给水管道是否存在漏损。

Images