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雜，分布范圍廣，運輸距離長。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)人工尋找泄漏點的方式效率低下，往往因為對泄漏事故處理不及時而造成嚴重的資源浪費和經(jīng)濟損失。因此，如何快速的查找管道泄漏點，實現(xiàn)泄漏的在線檢測和定位已成為當下一個非常緊迫的課題。
　　對現(xiàn)有的管道泄漏檢測方法進行分析對比，根據(jù)現(xiàn)場管道實際運行環(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)驗值固定輸入，導致定位精度低的問題，將聲速固定輸入的方式改進為由現(xiàn)場實時檢測的方式，構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、管道壓力、聲信號傳播距離、泄漏點口徑以及管道接口材質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驗分析，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)進行改進，引入歷史誤差平方的遺忘加權和補償項，并加入滑動窗，提高算法的時延估計性能。
　　設計了系統(tǒng)的各部分硬件，包括信號調理電路、AD轉換模塊、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軟件的開發(fā)。
　　本文以基于三傳感器的供水管網(wǎng)漏點檢測定位模型為硬件實驗平臺，結合上位機軟件對管道的泄漏檢測和定位效果進行測試，泄