供水管道泄漏的聲波特征及定位檢測的實驗研究(1)

1、供水管道泄漏的聲波特征及定位檢測的供水管道泄漏的聲波特征及定位檢測的實驗研究實驗研究ExperimentalStudyonAcousticacteristicsLocationDetectingofWaterSupplyPipelineLeak領(lǐng)域：環(huán)境工程作者姓名：白永強指導教師：田一梅教授企業(yè)導師：侯寧高級工程師天津大學環(huán)境科學與工程學院二零一五年十二月摘要摘要供水管網(wǎng)系統(tǒng)中，管道泄漏一直是供水企業(yè)面臨的十分嚴峻的問題，因此，對泄漏

2、點定位檢測具有很大的實際應(yīng)用價值。供水管網(wǎng)漏損檢測方法眾多，其中聲學檢測應(yīng)用較多。本文以供水管道的泄漏為背景，利用實驗室搭建的供水管道泄漏檢測裝置收集泄漏聲波信號，通過信號分析來實現(xiàn)供水管道泄漏點的檢測定位。主要研究內(nèi)容為：（1）了解供水管道泄漏定位檢測的理論基礎(chǔ)。利用聲波在管道傳播的模型，結(jié)合互相關(guān)分析原理，推導出泄漏點定位的基本公式，為泄漏點定位提供理論依據(jù)。（2）分析了在單因素如不同管材、不同管徑、不同連接方式、不同壓力、不同溫度

3、以及不同介質(zhì)溫度條件下，供水管道泄漏聲信號的變化規(guī)律，不同管材泄漏聲波特征不同，主要影響因素不同。其中鋼管的泄漏聲信號的頻率明顯大于PE管和UPVC管，供水管道的配件如彎頭、三通對信號有衰減作用；還分析了供水管道在多因素交互影響下，泄漏聲信號的變化規(guī)律，鋼管的泄漏聲信號受連接方式的影響要比介質(zhì)溫度的大，受介質(zhì)溫度的影響要比泄漏點形狀的大。（3）結(jié)合小波變換能有效地區(qū)分信號中的突變部分和噪聲，提高泄漏點信號特征的判斷的特點，對供水管道泄漏

4、點進行定位檢測，減小了泄漏點定位的誤差。（4）最后，采用優(yōu)化方法針對不同管材分別建立了泄漏點定位的優(yōu)化模型，并選擇遺傳算法求解，結(jié)果顯示該方法大大減小了供水管道泄漏點定位誤差。經(jīng)優(yōu)化后鋼管、PE管和UPVC管的定位誤差分別減小了68.6%~96.4%、47.7%~57.1%和18.3%~44.4%，且優(yōu)化后原定位誤差大于0.5米的均減小到0.5米以下，可以保證管道維修開挖范圍的準確和修復及時。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：供水管道；泄漏；聲波檢測；小波