基于聲信號(hào)的供水管道泄漏檢測(cè)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(zhǎng)。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?duì)泄漏事故處理不及時(shí)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(cè)和定位已成為當(dāng)下一個(gè)非常緊迫的課題。
　　對(duì)現(xiàn)有的管道泄漏檢測(cè)方法進(jìn)行分析對(duì)比，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管道實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，采用了基于聲信號(hào)的管道泄漏檢測(cè)方式。針對(duì)傳統(tǒng)基于雙傳感器的管道泄漏檢測(cè)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(wèn)題，將聲速固定輸入的方式改進(jìn)為由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)的方式，構(gòu)建了基于三傳感器的管道泄漏檢測(cè)定位模型。研究了不同管道材質(zhì)、管道壓力、聲信號(hào)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(hào)時(shí)頻特性的變化規(guī)律，對(duì)聲信號(hào)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(hào)的傳播特性。
　　分析現(xiàn)有的變步長(zhǎng)最小均方LMS自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法的原理，針對(duì)步長(zhǎng)因子在算法收斂程度加深時(shí)快速變

3、小的問(wèn)題，對(duì)原有的步長(zhǎng)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(xiàng)，并加入滑動(dòng)窗，提高算法的時(shí)延估計(jì)性能。
　　設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的各部分硬件，包括信號(hào)調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換模塊、GPS授時(shí)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(cè)定位模型為硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，結(jié)合上位機(jī)軟件對(duì)管道的泄漏檢測(cè)和定位效果進(jìn)行測(cè)試，泄