一种用于输水管线泄漏定位的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及泄漏检测技术领域，公开了一种用于输水管线泄漏定位的装置，包括：两个高频动态压力传感器，对应设置在输液管道的两端，用于检测输液管道两端的压力；数据采集卡，与两个高频动态压力传感器信号连接，用于采集两个高频动态压力传感器的压力信号；监测系统，用于接收数据采集卡采集的压力信号，通过小波结合变分模态分解(以下简称VMD)方法分析压力信号，判断管道是否发生泄漏，并根据压力信号变化的突降点，获得管道泄漏的位置，这种用于输水管线泄漏定位的装置，能够及时对管道泄漏做出判断和定位。做出判断和定位。做出判断和定位。

【技术实现步骤摘要】
一种用于输水管线泄漏定位的装置


[0001]本专利技术涉及泄漏检测
，特别涉及一种用于输水管线泄漏定位的装置。

技术介绍

[0002]管道运输凭借其在输送液体、气体和浆体等介质方面的连续性好、效率高、能耗低、占地少、供给稳定和易于远程集中监控管理等优势，被普遍应用于农业灌溉、工业生产、能源供应和国民生活等多个领域。随着人们对能源需求的增长，管道运输的使用频率也逐步提高。城市供水管网由于老化、运行压力超标、施工不合格和地面沉降等原因，会出现管道泄漏现象，造成资源的浪费，严重时甚至威胁到人身安全。而管道发生泄漏时，越及时地发现泄漏位置，对管道泄漏的控制越容易，损失也会越少。目前管道泄漏检测的算法较多，但大多停留在检测层次，缺乏24小时实时监测的功能，难以做到泄漏报警和数据实时记录。因此本专利技术建立一种用于输水管线泄漏监测的装置，可应用于长距离输水管线，不仅可实时记录管道的压力情况，还能对泄漏做出判断和定位。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种用于输水管线泄漏定位的装置，能够及时对管道泄漏做出判断和定位。
[0004]本专利技术提供了一种用于输水管线泄漏定位的装置，包括：两个高频动态压力传感器，对应设置在输液管道的两端，用于检测输液管道两端液体的压力；
[0005]数据采集卡，与两个高频动态压力传感器信号连接，用于采集两个高频动态压力传感器的压力信号；
[0006]监测系统，用于接收数据采集卡采集的压力信号，通过小波结合变分模态分解方法分析压力信号，判断管道是否发生泄漏，并根据压力信号变化的突降点，通过负压波法获得管道泄漏的位置。
[0007]所述监测系统判断管道是否发生泄漏的具体方法为：在管道发生泄漏时，泄漏点因流体介质损失而引起输液管道内局部液体密度减小，导致泄漏点处压力瞬间降低，泄漏点处作为压力波源通过流体介质向泄漏点的上、下游传播，相当于在泄漏点处产生了以一定波速传播的负压力波，即负压波或减压波，当负压波传播到输液管道两端时，会引起输液管道两端的压力发生变化，当设置在输液管道两端的高频动态压力传感器捕捉到负压波，则判断管道发生泄漏。
[0008]所述监测系统通过负压波法获得管道泄漏的位置的计算公式为：
[0009][0010]其中，c为负压波的传播速度，X为上游站距离泄漏点的距离，L为上下游两端的距离，t1为负压波从泄漏点传播到上游站所用的时间，t2为负压波从泄漏点传播到下游站所用的时间，Δt为t1与t2之间的差值。
[0011]还包括报警装置，报警装置与监测系统信号连接，用于监测系统判断管道泄漏时进行报警。
[0012]还包括多个压力表，均匀设置在输液管道上，分别与监测系统信号连接，用于检测输液管道内的液体压力。
[0013]还包括：变频器和潜水泵，变频器和潜水泵分别连接电源，变频器与潜水泵信号连接，用于控制潜水泵的速度，变频器与监测系统信号连接。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0015]本专利技术采用负压波法和小波结合VMD分析方法，结合数据采集器和位于管道两端的高频动态压力传感器，判断管线是否发生泄漏和发生泄漏的具体位置，为工作人员降低了泄漏排查的难度。
附图说明
[0016]图1为本专利技术提供的一种用于输水管线泄漏定位的装置的模型结构示意图。
[0017]图2为本专利技术提供的一种用于输水管线泄漏定位的装置的压力数据的实时监测图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图1
‑
2，对本专利技术的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0019]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0020]本专利技术实施例提供的一种用于输水管线泄漏定位的装置，包括：
[0021]两个高频动态压力传感器，对应设置在输液管道的两端，用于检测输液管道两端的压力；
[0022]数据采集卡，与两个高频动态压力传感器信号连接，用于采集两个高频动态压力传感器的压力信号；
[0023]监测系统，用于接收数据采集卡采集的压力信号，通过小波结合VMD分析方法分析压力信号，判断管道是否发生泄漏，并根据压力信号变化的突降点，通过负压波法获得管道泄漏的位置。
[0024]所述监测系统包括显示屏和控制器，所述数据采集卡和显示屏分别与控制信号连接。
[0025]所述监测系统判断管道是否发生泄漏的具体方法为：在管道发生泄漏时，泄漏点因流体介质损失而引起的局部液体密度减小，导致泄漏点处压力瞬间降低，作为压力波源通过流体介质向泄漏点的上、下游传播，相当于在泄漏点处产生了以一定波速传播的负压力波，在水力学上称为负压波，又称为减压波，当负压波传播到管道两端时，会引起管道两端的压力发生变化，通过设置在管道两端的高频动态压力传感器捕捉负压波，泄漏点位置
的不同，负压波到达管道两端的时间差也不同，根据时间差、管道长度、负压波传播速度，对泄漏点进行定位。
[0026]所述监测系统通过负压波法获得管道泄漏的位置的计算公式为：
[0027][0028]其中，c为负压波的传播速度，v为流体的传播速度，X为上游站距离泄漏点的距离，而负压波的传播速度约为1000m/s，流体的传播速度远小于负压波的传播速度，因此流体的传播速度可忽略不计，L为上下游两端的距离，t1为负压波从泄漏点传播到上游站所用的时间，t2为负压波从泄漏点传播到下游站所用的时间，Δt为t1与t2之间的差值。
[0029]还包括报警装置，与监测系统信号连接，用于监测系统判断管道泄漏时进行报警。
[0030]还包括多个压力表，均匀设置在输液管道上，分别与监测系统信号连接，用于检测输液管道内的液体压力。
[0031]还包括：变频器和潜水泵，变频器和潜水泵分别连接电源，变频器与潜水泵信号连接，用于控制潜水泵的速度，变频器与监测系统信号连接。
[0032]由于压力传感器获取的压力信号易受外界因素影响，因此压力传感器应设置不宜距离水泵等动力设备过近，且为压力传感器供电的设备不宜掺杂其他信号，锂电池为其最佳的供电设备。
[0033]本专利技术实施后，对压力传感器设置的位置需要结合实际情况，要定期进行运行测试。
[0034]负压波法：管道发生泄漏时，泄漏点因流体介质损失而引起的局部液体密度减小，导致泄漏点处压力瞬间降低，作为压力波源通过流体介质向泄漏点的上、下游传播，相当于在泄漏点处产生了以一定波速传播的负压力波，在水力学上称为负压波，又称为减本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于输水管线泄漏定位的装置，其特征在于，包括：两个高频动态压力传感器，对应设置在输液管道的两端，用于检测输液管道两端液体的压力；数据采集卡，与两个高频动态压力传感器信号连接，用于采集两个高频动态压力传感器的压力信号；监测系统，用于接收数据采集卡采集的压力信号，通过小波结合变分模态分解方法分析压力信号，判断管道是否发生泄漏，并根据压力信号变化的突降点，通过负压波法获得管道泄漏的位置。2.如权利要求1所述的用于输水管线泄漏定位的装置，其特征在于，所述监测系统判断管道是否发生泄漏的具体方法为：在管道发生泄漏时，泄漏点因流体介质损失而引起输液管道内局部液体密度减小，导致泄漏点处压力瞬间降低，泄漏点处作为压力波源通过流体介质向泄漏点的上、下游传播，相当于在泄漏点处产生了以一定波速传播的负压力波，即负压波或减压波，当负压波传播到输液管道两端时，会引起输液管道两端的压力发生变化，当设置在输液管道两端的高频动态压力传感器捕捉到负压波...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽学，高欢，张大鹏，栗佳，姜伟民，栾永鹏，赵育，
申请(专利权)人：辽宁省清河水库管理局有限责任公司，
类型：发明
国别省市：