地下管道泄漏点的探测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种地下管道泄漏点的探测装置及方法，该装置包括有壳体以及位于壳体中的功能电路，该功能电路包括有数字信号处理器，数字信号处理器连接有人机控制电路、显示电路以及外围电路，还包括有差分式声电传感器探头，该探头通过信号调理电路与数字信号处理器连接，探头探测地下管道泄漏点发出的振动信号，并将信号传送至数字信号处理器，在确定泄漏点方向后，通过多次探测比较信号特点，逐步确定泄漏点的范围。该探测装置及方法实现了在不开挖覆土、不受外界噪音等因素的影响的情况下探测地下管道泄漏点，通过直接对管道上方土地探测即可方便准确的检测地下水、气管道是否有泄露点及其漏点位置，其结构牢固，性能稳定，经久耐用，操作简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及声电传感器
，具体涉及ー种基于线圈式声电传感器的地下水、气管道泄漏点探測的装置及方法。
技术介绍
地下水、气管道在当今城市基本建设中得到了广泛的应用，在国家的经济发展和人民的生产生活中占有极其重要位置。然而由于它的隐蔽性，如果发生管道损坏、泄漏的情况，很难在地面观察到，对资源将会造成严重的浪费，对人民的生产生活造成严重的影响，甚至会引发安全隐患。对于管道泄漏将会造成的严重后果，引起了各阶层的重视，因而出现了一群专门从事地下水、气管道的“听漏エ”。但是此项工作对于工作人员的经验要求过高，而且工作时间段只能限于噪音很小的深夜。对于上述情况，经过对“听漏エ”的采访以及对 泄露点特性的细致研究，设计开发了的地下水、气管道泄漏点探測的装置及方法，实现了不受工作时间及外界噪音的影响下，快速、简单、不开挖覆土情况下对泄露点探測。在已有的研究成果中，地下水、气管道泄漏点的探測方法主要基于简单的物理听漏棒，对工作人员的经验及听力要求过高，且工作时间只能限于噪音相对较小的深夜，长时间对工作人员的耳膜及身体健康造成影响；因此，有必要设计ー种成本较低，不受工作时间及外界噪音的影响，并且简单实用的探測方法，在不开挖覆土情况下，快速、准确地对泄露点进行探測。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种地下管道泄漏点的探測装置及方法，不开挖覆土、不受外界噪音等因素的影响，通过直接对管道地表上方土地探测实现准确检测地下水、气管道泄露点及其位置的目的。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是，地下管道泄漏点的探測装置，包括有壳体以及位于壳体中的功能电路，该功能电路包括有数字信号处理器，数字信号处理器连接有人机控制电路、显示电路以及外围电路，还包括有差分式声电传感器探头，该探头通过信号调理电路与数字信号处理器连接，探头探測地下管道泄漏点发出的振动信号，并将信号传送至数字信号处理器。探头的底端具有金属膜片，其内部具有磁铁和线圈，金属膜片与线圈相连，地下管道发出的振动信号使金属膜片共振，并带动线圈在磁场中振动，从而产生感应电压，线圈通过导线与信号调理电路相连，将感应电压通入信号调理电路。壳体上连接有伸缩式探测杆。人机控制电路设置有振动信号采集频段，包括低频段60 80Hz，中频段80 250Hz，高频段 250 600Hz。信号调理电路将线圈的感应电压幅值调理在0 3V之间，并将其频率保持在60Hz 250Hz 之间。利用上述装置探測地下管道泄漏点的方法，包括以下步骤I)在待测地下管道附近放置好探測装置，将探头贴在地面上，使探测杆与地面垂直，通过人机控制电路依次采集低频段、中频段和高频段的信号；2)数字信号处理器对三次采集的信号进行处理分析，如果信号呈现如下特点:三个频段信号齐全且稳定，低频段的幅值相对中高频段的幅值较大，则判断此次探測点附近有泄漏点； 3)沿着地下管道走向，距离上次探測点100 500米处，再选择ー个探测点，重复步骤1)、2)的工作，并将采集的信号与上次的信号进行比较，如果发现低频段信号的幅值相比上次増大，则说明本次探測点与泄漏点的距离比上次的探测点更近，应继续向前进行下次探測；如果发现低频段信号幅值相对上次减小，则说明本次探測点与泄漏点的距离比上次探測点更远，应沿反方向取探測点；4)在确定泄漏点方向后，只保存最近一次采集的信号数据，以供同下次探测进行比较，重复步骤1)、2)、3)的工作,逐步确定泄漏点的范围。地下管道漏水、漏气时，在水、气压的作用下，冲击、摩擦管壁及外部介质，便产生一定的漏水、漏气声响，这种漏水声响由三部分组成1.水、气长时间冲击周围介质，在漏水、漏气外形成空洞，构成ー个共振腔，该处声响的振幅较大，频率较低，主要集中在60 80Hz之间；2.水、气冲击管壁，产生振动声，其频率在80 250Hz之间；3.水、气冲出管壁后，冲击周围介质，如粘土、砂石或黄土等产生声响，其频率较宽，主要集中在250 600Hz。基于上述原理，探測装置的人机控制电路设置三个采集频段低频段60 80Hz，中频段80 250Hz，高频段 250 600Hz。本专利技术的优点在干，该探测装置及方法实现了在不开挖覆土、不受外界噪音等因素的影响的情况下探測地下管道泄漏点，通过直接对管道上方土地探测即可方便准确的检测地下水、气管道是否有泄露点及其漏点位置，其结构牢固，性能稳定，经久耐用，操作简単。附图说明图I是本专利技术提出的探測装置的系统结构图；图2是该探測装置的声电探头结构示意图。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进ー步阐述本专利技术。本专利技术提出的地下管道泄漏点的探測装置包括有壳体以及位于壳体中的功能电路，如图I所示，该功能电路包括有数字信号处理器，数字信号处理器连接有人机控制电路、显示电路以及外围电路，还包括有差分式声电传感器探头，该探头通过信号调理电路与数字信号处理器连接，探头探测地下管道泄漏点发出的振动信号，并将信号传送至数字信号处理器。如图2所示，探头的底端具有金属膜片，其内部具有磁铁和线圈，金属膜片与线圈相连，地下管道发出的振动信号使金属膜片共振，并带动线圈在磁场中振动，从而产生感应电压，线圈通过导线与信号调理电路相连，将感应电压通入信号调理电路。另外，为方便探測工作的进行，壳体上连接有伸縮式探测杆，整个装置重量较轻，便于携帯。人机控制电路 设置有振动信号采集频段，包括低频段60 80Hz，中频段80 250Hz，高频段250 600Hz。信号调理电路将线圈的感应电压幅值调理在0 3V之间，并将其频率保持在60Hz 250Hz之间。数字信号处理器选择TMS320X281xDSP，其外围电路提供处理器工作所需要的电源，复位、时钟等电路。该装置采用数据采集、分析处理、结果显示的一体化，可以实时再现管道运行情况。利用上述装置探測地下管道泄漏点的方法，包括以下步骤I)在待测地下管道附近放置好探測装置，将探头贴在地面上，使探测杆与地面垂直，通过人机控制电路依次采集低频段、中频段和高频段的信号；2)数字信号处理器对三次采集的信号进行处理分析，如果信号呈现如下特点:三个频段信号齐全且稳定，低频段的幅值相对中高频段的幅值较大，则判断此次探測点附近有泄漏点；3)沿着地下管道走向，距离上次探測点100 500米处，再选择ー个探测点，重复步骤1)、2)的工作，并将采集的信号与上次的信号进行比较，如果发现低频段信号的幅值相比上次増大，则说明本次探測点与泄漏点的距离比上次的探测点更近，应继续向前进行下次探測；如果发现低频段信号幅值相对上次减小，则说明本次探測点与泄漏点的距离比上次探測点更远，应沿反方向取探測点；4)在确定泄漏点方向后，只保存最近一次采集的信号数据，以供同下次探测进行比较，重复步骤1)、2)、3)的工作,逐步确定泄漏点的范围。如果将探測装置放在管道预留的观测ロ(如井盖下露出的管道)，效果会更佳。该探测装置及方法实现了在不开挖覆土、不受外界噪音等因素的影响的情况下探测地下管道泄漏点，通过直接对管道上方土地探测即可方便准确的检测地下水、气管道是否有泄露点及其漏点位置，其结构牢固，性能稳定，经久耐用，操作简单。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本本文档来自技高网...

【技术保护点】
地下管道泄漏点的探测装置，包括有壳体以及位于壳体中的功能电路，该功能电路包括有数字信号处理器，数字信号处理器连接有人机控制电路、显示电路以及外围电路，其特征在于，还包括有差分式声电传感器探头，该探头通过信号调理电路与数字信号处理器连接，探头探测地下管道泄漏点发出的振动信号，并将信号传送至数字信号处理器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹武良，李安阳，陈丽婷，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：