一种自适应埋地PE管道声波探测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种自适应埋地PE管道声波探测系统，包括：信号发射器T1、声波信号接收器R2与网络服务器WS3，信号发射器T1与声波信号接收器R2通信连接，声波信号接收器R2与网络服务器WS3通信连接；管道P7上具有阀门井W4，阀门井W4中的埋地放散阀V5与管道P7的竖直方向支管连接；信号发射器T1安装在阀门井W4中的埋地放散阀V5的顶部；声波信号接收器R2位于PE管道P7上方。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术能够增加信号发射器T1的声波发射信号SW9在管道介质G8中的传播距离，提高了信号接收器R2的声波接收信号SW12的强度和质量，进而降低了埋地PE管道P7的平面位置和深度BD11的定位误差。的平面位置和深度BD11的定位误差。的平面位置和深度BD11的定位误差。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应埋地PE管道声波探测系统


[0001]本专利技术涉及输气埋地PE管道安全
，更确切地说，它涉及一种自适应埋地PE管道声波探测系统。

技术介绍

[0002]全国城镇燃气使用规模增长迅猛，目前全国用气人口已经超过6.67亿人，全国城镇燃气的使用普及率已经达到97.87％。在燃气使用给人们带来便利的同时，燃气安全的风险日益凸显。事故原因：一是金属燃气管道泄漏，导致爆炸；二是第三方施工破坏(施工方违规施工或燃气管道位置不明确)；三是燃气使用不当。由于聚乙烯(Polyethylene，PE)管道相比金属管道具有耐腐蚀、易施工、免维护等优点，在我国城镇燃气中低压管道上广泛使用。
[0003]因城镇PE燃气管线规模庞大、错综复杂且随着城市变迁等原因，导致埋地PE管线平面位置、深度信息不全，近年来第三方施工造成管道泄漏、断裂，进而造成停气、泄漏、爆炸甚至人员伤亡事故。由于PE管不导电，不导磁，其定位难度远大于金属管线。为解决PE管定位难题，目前将金属示踪线随埋地PE管线一同埋设，通过专用设备探测示踪线进而定位PE管线的位置，但是实际工程中金属示踪线易断裂，且老旧PE管道并未埋设示踪线。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供了一种自适应埋地PE管道声波探测系统，所述技术方案如下：
[0005]第一方面，提供了一种自适应埋地PE管道声波探测系统，包括：信号发射器T1、声波信号接收器R2与网络服务器WS3；
[0006]信号发射器T1与声波信号接收器R2通信连接，声波信号接收器R2与网络服务器WS3通信连接；
[0007]管道P7上具有阀门井W4，阀门井W4中的埋地放散阀V5与管道P7的竖直方向支管连接；
[0008]信号发射器T1安装在阀门井W4中的埋地放散阀V5的顶部；
[0009]声波信号接收器R2位于PE管道P7上方。
[0010]作为优选，所述声波信号接收器R2包括：信号接收传感器R与终端，信号接收传感器R与终端相互连接；其中，信号接收传感器R位于PE管道P7上方，用于接收信号发射器T1发出的且透过管道P7的声波接收信号SW12。
[0011]第二方面，提供了一种自适应埋地PE管道声波探测方法，由第一方面任一所述的自适应埋地PE管道声波探测系统执行，包括：
[0012]步骤1、将信号发射器T1安装在阀门井W4中的放散阀V5的顶部；
[0013]步骤2、依据阀门井W4中PE管道P7的走向将信号接收器R2放置距离信号发射器T1为D10的PE管道P7上方附近；
[0014]步骤3、接通信号发射器T1的电源，信号发射模块将声波发射信号SW9发射至PE管道P7中；
[0015]步骤4、声波信号SW9在管道介质G8中传播，部分声波信号SW9经PE管道P7的管壁、土壤S6传输至大气中，形成声波信号SW12；
[0016]步骤5、信号接收器R2接收到传播至大气中的声波接收信号SW12，并对声波接收信号SW12进行处理，使信号发射器T1获取声波接收信号SW12的信号特征组；
[0017]步骤6、调整信号发射器T1的声波发射信号SW9的功率和频率，重复上述步骤3至步骤5；
[0018]步骤7、通过特征对比分析模块得到最优信号特征组对应的最优声波发射信号SW9的频率和功率；
[0019]步骤8、固定最优声波发射信号SW9的频率和功率，固定信号发射器T1和信号接收器R2距离D10，沿PE管道P7径向方向移动信号接收器R2，信号接收器R2的移动平面位置分别为L1、L2、L3、L4、L5，每个平面位置停留几秒，获取多个声波信号；
[0020]步骤9、通过机器学习算法模块得到埋地PE管道P7的平面位置L3和深度BD11，通过定位模块得到PE管道P7的平面位置L3的经纬度数据，定位模块同时将平面位置的经纬度数据在地图上实时显示和标记出来，数据接收器R2中的数据无线传输模块将埋地PE管道P7的平面位置的经纬度数据和深度BD11数据上传至网络服务器WS3。
[0021]作为优选，步骤5具体包括：
[0022]步骤5.1、信号放大模块将接收到的声波信号进行放大处理；
[0023]步骤5.2、信号滤波模块对放大后的声波信号进行滤波处理，降低其他频段的干扰信号；
[0024]步骤5.3、信号特征提取模块提取滤波后声波信号的信号特征组；
[0025]步骤5.4、数据无线传输模块将信号特征组传输至信号发射器T1中的信号特征接收模块；
[0026]步骤5.5、信号特征接收模块保存信号特征组。
[0027]作为优选，所述信号特征组包括：信号均方根值、信号平均值、平均信号电平。
[0028]作为优选，所述信号调频模块和信号功率控制模块根据固定步长调整信号发射器T1发射的声波发射信号SW9的频率和功率。
[0029]作为优选，所述定位模块适配“北斗”卫星导航系统、GPS卫星导航系统与“伽利略”卫星导航定位系统。
[0030]作为优选，所述数据无线传输模块包括5G、4G、wifi、ZigBee、GPRS、数传电台。
[0031]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种自适应埋地聚乙烯管道声波探测系统，该系统能够依据信号发射器T1和信号接收器R2的距离D10，自适应的调整信号发射器T1的声波发射信号SW9的频率和功率，增加了信号发射器T1的声波发射信号SW9在管道介质G8中的传播距离，提高了信号接收器R2的声波接收信号SW12的强度和质量，进而降低了埋地PE管道P7的平面位置和深度BD11的定位误差，为城镇燃气的安全运行提供了保障。
附图说明
[0032]图1为本申请提供的自适应埋地PE管道声波探测系统结构示意图；
[0033]图2为本申请提供的自适应埋地PE管道声波探测系统工作流程图；
[0034]图3为本申请提供的自适应埋地PE管道平面位置探测方法示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术。应当指出，对于本
的普通人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以对本专利技术进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求的保护范围内。
[0036]实施例1：
[0037]开展老旧及信息不全(信息丢失)埋地PE管道的探测、定位研究对管道系统有效、安全地运营具有重要意义。
[0038]为了精准探测埋地PE管道P7的平面位置及深度，保障城镇燃气安全运行，本专利技术提供了一种自适应埋地PE管道声波探测系统，该系统融合了无线数据传输技术、信号降噪技术、定位技术、特征提取技术、机器学习模型等，能够依据信号发射器T1和信号接收器R2的距离D10，自适应的调整信号发射器T1的声波发射信号SW9的频率和功率，大大增加了信号接收器R2的声波接收信号SW12的强度和质量，也增加了声波的传播距离。如图1所示，是本申请一个实施例中自适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应埋地PE管道声波探测系统，其特征在于，包括：信号发射器T1、声波信号接收器R2与网络服务器WS3；信号发射器T1与声波信号接收器R2通信连接，声波信号接收器R2与网络服务器WS3通信连接；管道P7上具有阀门井W4，阀门井W4中的埋地放散阀V5与管道P7的竖直方向支管连接；信号发射器T1安装在阀门井W4中的埋地放散阀V5的顶部；声波信号接收器R2位于PE管道P7上方。2.根据权利要求1所述自适应埋地PE管道声波探测系统，其特征在于，所述声波信号接收器R2包括：信号接收传感器R与终端，信号接收传感器R与终端相互连接；其中，信号接收传感器R位于PE管道P7上方，用于接收信号发射器T1发出的且透过管道P7的声波接收信号SW12。3.一种自适应埋地PE管道声波探测方法，由权利要求1至2任一所述的自适应埋地PE管道声波探测系统执行，其特征在于，所述方法包括:步骤1、将信号发射器T1安装在阀门井W4中的放散阀V5的顶部；步骤2、依据阀门井W4中PE管道P7的走向将信号接收器R2放置距离信号发射器T1为D10的PE管道P7上方附近；步骤3、接通信号发射器T1的电源，信号发射模块将声波发射信号SW9发射至PE管道P7中；步骤4、声波信号SW9在管道介质G8中传播，部分声波信号SW9经PE管道P7的管壁、土壤S6传输至大气中，形成声波信号SW12；步骤5、信号接收器R2接收到传播至大气中的声波接收信号SW12，并对声波接收信号SW12进行处理，使信号发射器T1获取声波接收信号SW12的信号特征组；步骤6、调整信号发射器T1的声波发射信号SW9的功率和频率，重复上述步骤3至步骤5；步骤7、通过特征对比分析模块得到最优信号特征组对应的最优声波发射信号SW9的频率和功率；步骤8、固定最优声波发射信号SW9的频率和功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱沈宾，王涛，厉劲风，刘亚静，孙士恩，黄坤昌，陈云，肖方雄，黄旭东，王潇，许好好，李想，
申请(专利权)人：浙江省能源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：