泄漏检测的方法和系统技术方案

一种对流体管道网中的流体泄漏进行检测和定位的方法，该方法包括用于获取管道网的区域中的声学或振动测量的多个传感器。将由传感器所记录的数据从时域变换为频域。通过以下方式来确定泄漏状况：在预定频率范围内将数据的测量频率值与针对相应频率的预定阈值进行比较；计算测量频率值在预定频率范围内的总和，并且将总和值与多个传感器中的对应传感器相关联。基于对一定时间段内与管道网的区域中的多个传感器相关联的总和值进行比较，通过确定最接近流体泄漏源的传感器来识别泄漏的位置。最接近流体泄漏源的传感器来识别泄漏的位置。最接近流体泄漏源的传感器来识别泄漏的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】泄漏检测的方法和系统


[0001]本专利技术涉及用于对管道网中的流体泄漏进行检测和定位的方法和系统，并且更具体地，涉及用于对水供应管道网中的水泄漏进行检测的方法和系统。

技术介绍

[0002]诸如水的流体可以借助于管道网被从诸如水库的源头供应至分布式地理位置。泄漏可能由于关于例如管、阀和流量控制器的随着时间的推移产生的损坏或故障而在管道网中出现。虽然一些泄漏可能很小并且具有很小的后果，但是如果不及早发现并修理，有些泄漏可能会很严重和/或具有严重后果。
[0003]问题在于，由于管道网的很大部段通常掩埋在地下并且不容易进行检查或维护，如在城市水供应网中常见的，因此在实践中，在技术上难以以高的可靠性程度确定水泄漏的任何存在、水泄漏的大小或根源位置。
[0004]常规的泄漏检测技术可能涉及由维护人员在怀疑水泄漏的管道网位置处进行定期现场维护，并且维护人员可能需要长时间在现场始终使用笨重的声音收听装置通过挖掘地面以使管道暴露来进行测试。泄漏检测的这种过程在定位泄漏的实际源头方面是成本高、耗时且效率低的。由于需要由维护人员进行定期现场维护，泄漏通常将逐渐变为显著问题。
[0005]一些流体泄漏检测技术涉及在怀疑泄漏的位置处安装选定的声学或振动传感器，以检测异常的声音或振动信号，当与标准数据读数相比时，该信号可以推断泄漏的存在。然而，这种方法可能仍然需要挖掘地面以使管道暴露来安装这些选定的传感器的成本高的过程，并且尽管传感器可能能够确认在给定的大致区域中存在流体泄漏，但是这些传感器自身不能够定位泄漏源。这不可避免地导致对地面的进一步挖掘，以遵循昂贵且劳动密集的试错方法。
[0006]此外，以上讨论的泄漏检测方法全部都不设计为随着时间的推移连续监测管道并在流体泄漏变为需要现场维护的显著问题之前检测流体泄漏。
[0007]申请人已经确定的是，提供一种用于对管道网中的流体泄漏进行检测和定位的改进的方法和系统将是有利的。本专利技术在其优选实施方式中寻求至少部分地缓解上述问题。

技术实现思路

[0008]根据本专利技术的一方面，提供了一种对流体管道网中的流体泄漏进行检测和定位的方法，该方法包括：在管道网的区域中提供多个传感器，所述传感器中的每个传感器配置为：输出与管道网的接近所述传感器的部分相关联的声学或振动测量有关的数据；记录来自所述多个传感器的声学或振动测量输出数据；将输出数据从时域变换为频域；通过在预定频率范围内将经变换的输出数据在频域中的测量频率值与针对相应频率的预定阈值进行比较来确定泄漏状况；计算频域中的经变换的输出数据的测量频率值在预定频率范围内的总和值，并且将所述总和值与所述多个传感器的对应传感器相关联；以及通过基于对一
定时间段内与管道网的区域中的所述多个传感器相关联的所述总和值进行比较来识别管道网的区域中的多个传感器中的最接近流体泄漏源的一个或更多个传感器来对流体泄漏源进行定位。
[0009]根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于对流体管道网中的流体泄漏进行检测和定位的系统，该系统包括：多个水表，多个水表安装在管道网的区域中；传感器，该传感器连接至多个水表中的每个水表，每个传感器配置为输出与管道网的接近所述传感器的部分相关联的声学或振动测量相关的数据，其中，水表和/或传感器配置为记录声学或振动测量输出数据、将该输出数据从时域变换为频域、并且将该输出数据发送至远程服务器，并且其中，远程服务器包括处理器，该处理器配置为：通过在预定频率范围内将频域中的经变换的输出数据的测量频率值与针对相应频率的预定阈值进行比较来确定泄漏状况；计算频域中的经变换的输出数据的测量频率值在预定频率范围内的总和值，并且将所述总和值与所述多个传感器中的对应传感器相关联；以及通过基于对一定时间段内与管道网的区域中的所述多个传感器相关联的所述总和值进行比较来识别管道网的区域中的多个传感器中的最接近流体泄漏源的一个或更多个传感器来对流体泄漏源进行定位。
[0010]根据本专利技术的又一方面，提供了一种在使用时用于对流体管道网中的流体泄漏进行检测和定位的远程服务器，该远程服务器包括处理器，该处理器配置为：从管道网的区域中的多个水表和/或传感器接收与由与管道网的接近所述传感器的部分相关联的传感器测量的声学或振动测量有关的输出数据；将任何时域输出数据变换为频域中的数据；通过在预定频率范围内将频域中的经变换的输出数据的测量频率值与针对相应频率的预定阈值进行比较来确定泄漏状况；计算频域中的经变换的输出数据的测量频率值在预定频率范围内的总和值，并且将所述总和值与对应传感器相关联；以及通过基于对一定时间段内与管道网的区域中的所述多个传感器相关联的所述总和值进行比较来识别管道网的区域中的最接近流体泄漏源的一个或更多个传感器来对流体泄漏源进行定位。
[0011]优选地，对流体泄漏源进行定位还包括：基于对一定时间段内与管道网的区域中的所述多个传感器相关联的所述总和值进行比较来识别管道网的区域中的多个传感器中的最接近流体泄漏源的至少两个传感器；以及基于(1)所识别的传感器之间的相对地理管道距离、(2)所识别的传感器之间的管道的构型以及(3)所识别的传感器的各自的总和值来估计流体泄漏源的位置。
[0012]优选地，对流体泄漏源进行定位包括将所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值与约250至约300的预定总和阈值进行比较。
[0013]替代性地，在对流体泄漏源进行定位的步骤中，处理器对所述多个传感器的所述总和值与约250至约300的预定总和阈值进行比较。
[0014]优选地，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为网中的相应管道的材料的预定材料灵敏度倍增器来调节。
[0015]优选地，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为符合网中的相应管道的流体压力的预定压力灵敏度倍增器来调节。
[0016]优选地，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为符合网中的相应管道的流体流动类型的预定流动灵敏度倍增器来调节。
[0017]优选地，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为符合管道网的区
域的土壤状况的预定土壤状况灵敏度倍增器来调节。
[0018]优选地，对流体泄漏源进行定位还包括确定是否在降雨时期期间在管道网的区域中收集所述声学或振动测量输出数据的步骤，并且如果是，则在对降雨时期期间所收集的任何输出数据的测量频率值和/或总和值进行比较时调节预定阈值。
[0019]替代性地，在对流体泄漏源进行定位的步骤中，处理器还配置为确定是否降雨时期期间在管道网的区域中收集所述声学或振动测量输出数据，并且如果是，则在对降雨时期期间所收集的任何输出数据的测量频率值和/或总和值进行比较时调节预定阈值。
[0020]优选地，降雨时期的确定基于：(1)将管道网的区域中的多个传感器上的所述多个传感器的测量频率值和/或总和值与基线阈值进行比较，并且输出针对每个传感器的差值；(2)对连续天数内的针对每个传感器的所述差值进行比较；以及(3)在测量输出数据时该区域的天气预报数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对流体管道网中的流体泄漏进行检测和定位的方法，所述方法包括：在所述管道网的区域中提供多个传感器，所述传感器中的每个传感器配置为输出与所述管道网的接近所述传感器的部分相关联的声学或振动测量相关的数据，记录来自所述多个传感器的声学或振动测量输出数据，将所述输出数据从时域变换为频域，通过在预定频率范围内将所述频域中的经变换的输出数据的测量频率值与针对相应频率的预定阈值进行比较来确定泄漏状况，计算所述频域中的所述经变换的输出数据的所述测量频率值在预定频率范围内的总和值，并且将所述总和值与所述多个传感器中的对应传感器相关联，以及通过基于对一定时间段内与所述管道网的所述区域中的所述多个传感器相关联的所述总和值进行比较来识别所述管道网的所述区域中的所述多个传感器中的最接近流体泄漏源的一个或更多个传感器来对所述流体泄漏源进行定位。2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述流体泄漏源进行定位还包括：基于对一定时间段内与所述管道网的所述区域中的所述多个传感器相关联的所述总和值进行比较来识别所述管道网的所述区域中的所述多个传感器中的最接近所述流体泄漏源的至少两个传感器；以及基于(1)所识别的传感器之间的相对地理管道距离、(2)所识别的传感器之间的管道的构型以及(3)所识别的传感器的各自的总和值来估计所述流体泄漏源的位置。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，对所述流体泄漏源进行定位包括将所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值与约250至约300的预定总和阈值进行比较。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为网中的相应管道的材料的预定材料灵敏度倍增器来调节。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为符合所述网中的相应管道的流体压力的预定压力灵敏度倍增器来调节。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为符合所述网中的相应管道的流体流动类型的预定流动灵敏度倍增器来调节。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为符合所述管道网的所述区域的土壤状况的预定土壤状况灵敏度倍增器来调节。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，对所述流体泄漏源进行定位还包括确定是否在降雨时期期间在所述管道网的所述区域中收集所述声学或振动测量输出数据的步骤，并且如果是，则在对降雨时期期间所收集的任何输出数据的测量频率值和/或总和值进行比较时调节预定阈值。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述降雨时期的确定基于：(1)将所述管道网的所述区域中的多个传感器上的所述多个传感器的所述测量频率值和/或所述总和值与基线阈值进行比较，并且输出针对每个传感器的差值；(2)对连续天数内的针对每个传感器的所述差值进行比较；以及(3)在测量所述输出数据时所述区域的天气预报数据。10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括基于所述区域中的所述多个传
感器的所述总和值来确定流体泄漏的大小的步骤。11.根据当从属于权利要求4至7中的任一项时的权利要求10所述的方法，其中，确定所述流体泄漏的大小的步骤还包括利用所述灵敏度倍增器中的任一个或更多个灵敏度倍增器来调节所述区域中的所述多个传感器的所述总和值。12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，使用快速傅立叶变换(FFT)过程将所述输出数据从时域转换为频域。13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述经变换的输出数据的频率值被分成256个离散容器。14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述预定频率范围在0Hz与1200Hz之间。15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述预定频率范围在350Hz与1000Hz之间。16.根据权利要求12所述的方法，其中，用于确定所述泄漏状况的所述预定阈值为约60。17.根据权利要求3或权利要求16所述的方法，其中，基于每个传感器在预定测量时间处的基线非泄漏测量对针对所述多个传感器中的每个传感器的所述预定阈值和/或所述预定总和阈值进行校准，以考虑接近相应传感器的区域中的管道网的交通噪声和环境噪声。18.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述传感器中的每个传感器配置为在预定时间段期间以隔开的间隔进行与所述管道网的接近所述传感器的部分相关联的声学或振动测量。19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述传感器中的每个传感器配置为从午夜到2AM以15分钟的间隔进行声学或振动测量。20.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述传感器中的每个传感器连接至相关联的水表，所述水表记录来自所连接的传感器的所述声学或振动测量输出数据，将所述输出数据从时域变换为频域，并且将数据发送至远程服务器。21.根据权利要求20所述的方法，其中，对所述流体泄漏源进行定位还包括以下步骤：(1)在记录来自所述传感器的所述声学或振动测量输出数据的步骤期间从所述相关联的水表获得水使用读数以确定水使用；以及(2)丢弃在水使用的时期期间从所述传感器收集的任何声学或振动测量输出数据。22.一种用于对流体管道网中的流体泄漏进行检测和定位的系统，所述系统包括：多个水表，所述多个水表安装在所述管道网的区域中；传感器，所述传感器连接至所述多个水表中的每个水表，每个传感器配置为输出与所述管道网的接近所述传感器的部分相关联的声学或振动测量相关的数据，其中，所述水表和/或所述传感器配置为记录声学或振动测量输出数据、将所述输出数据从时域变换为频域、并且将所述输出数据发送至远程服务器，并且其中，所述远程服务器包括处理器，所述处理器配置为：通过在预定频率范围内将所述频域中的经变换的输出数据的测量频率值与针对相应频率的预定阈值进行比较来确定泄漏状况，计算所述频域中的所述经变换的输出数据的所述测量频率值在预定频率范围内的总和值，并且将所述总和值与所述多个传感器中的对应传感器相关联，以及
通过基于对一定时间段内与所述管道网的区域中的所述多个传感器相关联的所述总和值进行比较来识别所述管道网的所述区域中的所述多个传感器中的最接近流体泄漏源的一个或更多个传感器来对所述流体泄漏源进行定位。23.根据权利要求22所述的系统，其中，在对所述流体泄漏源进行定位的步骤中，所述处理器还配置为：基于对一定时间段内与所述管道网的所述区域中的所述多个传感器相关联的所述总和值进行比较来识别所述管道网的所述区域中的所述多个传感器中的最接近所述流体泄漏源的至少两个传感器；以及基于(1)所识别的传感器之间的相对地理管道距离、(2)所识别的传感器之间的管道的构型以及(3)所识别的传感器的各自的总和值来估计所述流体泄漏源的位置。24.根据权利要求22或权利要求23所述的系统，其中，在对所述流体泄漏源进行定位的步骤中，所述处理器将所述多个传感器的所述总和值与约250至约300的预定总和阈值进行比较。25.根据权利要求22至24中的任一项所述的系统，其中，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为网中的相应管道的材料的预定材料灵敏度倍增器来调节。26.根据权利要求22至25中的任一项所述的系统，其中，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为符合所述网中的相应管道的流体压力的预定压力灵敏度倍增器来调节。27.根据权利要求22至26中的任一项所述的系统，其中，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为符合所述网中的相应管道的流体流动类型的预定流动灵敏度倍增器来调节。28.根据权利要求22至27中的任一项所述的系统，其中，所述多个传感器的所述总和值中的每个总和值由校准为符合所述管道网的所述区域的土壤状况的预定土壤状况灵敏度倍增器来调节。29.根据权利要求22至28中的任一项所述的系统，其中，在对所述流...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼纳德，
申请(专利权)人：东南水务公司，
类型：发明
国别省市：