基于聲信號的供水管道泄漏檢測定位系統(tǒng)研究.pdf

1、城市的供水管道線路復(fù)雜，分布范圍廣，運(yùn)輸距離長。在自然老化、腐蝕等非人為因素條件下，管道泄漏事故經(jīng)常發(fā)生。然而傳統(tǒng)人工尋找泄漏點(diǎn)的方式效率低下，往往因?yàn)閷π孤┦鹿侍幚聿患皶r而造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何快速的查找管道泄漏點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)泄漏的在線檢測和定位已成為當(dāng)下一個非常緊迫的課題。
　　對現(xiàn)有的管道泄漏檢測方法進(jìn)行分析對比，根據(jù)現(xiàn)場管道實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，采用了基于聲信號的管道泄漏檢測方式。針對傳統(tǒng)基于雙傳感器的管道泄漏檢測定位

2、模型中聲速采用經(jīng)驗(yàn)值固定輸入，導(dǎo)致定位精度低的問題，將聲速固定輸入的方式改進(jìn)為由現(xiàn)場實(shí)時檢測的方式，構(gòu)建了基于三傳感器的管道泄漏檢測定位模型。研究了不同管道材質(zhì)、管道壓力、聲信號傳播距離、泄漏點(diǎn)口徑以及管道接口材質(zhì)五種工況條件下的泄漏聲信號時頻特性的變化規(guī)律，對聲信號在管道傳播中的衰減特性做了實(shí)驗(yàn)分析，了解管道泄漏聲信號的傳播特性。
　　分析現(xiàn)有的變步長最小均方LMS自適應(yīng)時延估計算法的原理，針對步長因子在算法收斂程度加深時快速變

3、小的問題，對原有的步長因子迭代函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，引入歷史誤差平方的遺忘加權(quán)和補(bǔ)償項，并加入滑動窗，提高算法的時延估計性能。
　　設(shè)計了系統(tǒng)的各部分硬件，包括信號調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換模塊、GPS授時模塊、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源模塊以及DSP最小系統(tǒng)等。采用VC++和MATLAB混合編程的方式完成上位機(jī)軟件的開發(fā)。
　　本文以基于三傳感器的供水管網(wǎng)漏點(diǎn)檢測定位模型為硬件實(shí)驗(yàn)平臺，結(jié)合上位機(jī)軟件對管道的泄漏檢測和定位效果進(jìn)行測試，泄