[發明專利]一種下水管道泄漏故障的檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201710431647.3
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107314251B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 吳建德;閆菁;馮早;王曉東;范玉剛;黃國勇;鄒金慧
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種下水管道泄漏故障的檢測裝置，其特征在于：包括伸縮桿Ⅰ、伸縮桿Ⅱ、聲卡、功率放大器、揚聲器、篩網、聲發射傳感器組、濾波器和計算機，所述聲發射傳感器組為兩個上下安置的聲發射傳感器；

所述伸縮桿Ⅰ從下水井蓋Ⅰ伸入至井底，揚聲器固定在伸縮桿Ⅰ的下端，伸縮桿Ⅰ的地面端通過功率放大器、聲卡連接計算機；伸縮桿Ⅱ從下水井蓋Ⅱ伸入至井底，伸縮桿Ⅱ底端安置篩網方便信號聚集，一個聲發射傳感器固定在伸縮桿Ⅱ下端且與管道側壁接觸，另一個聲發射傳感器固定在篩網鐵圈底部且與管道底壁接觸，伸縮桿Ⅱ的地面端通過濾波器連接計算機；計算機控制聲卡產生的信號經功率放大器放大，放大后的信號經過內置導線的伸縮桿Ⅰ，經由揚聲器發送到下水管道中；聲發射傳感器組接收管道壁的聲信號，經由內置導線的伸縮桿Ⅱ傳至濾波器進行濾波，將濾波后的信號輸入到計算機中進行數據處理。

2.一種采用權利要求1所述的下水管道泄漏故障的檢測裝置進行檢測的方法，其特征在于：所述方法步驟如下：

S1、安裝下水管道泄漏故障的檢測裝置；

S2、選擇一段正常管道進行檢測，計算機控制聲卡產生的聲信號經功率放大器、揚聲器發送到下水管道中，由聲發射傳感器組接收正常管壁產生的聲音，計算機從聲發射傳感器組獲得正常管道的側管壁信號G₁₁(t)和下管壁信號G₁₂(t)；

S3、選擇一段泄漏管道進行檢測，計算機控制聲卡產生的聲信號經功率放大器、揚聲器發送到下水管道中，由聲發射傳感器組接收泄漏管壁產生的聲音，計算機從聲發射傳感器組獲得泄漏管道的側管壁信號G₂₁(t)和下管壁信號G₂₂(t)；

S4、對正常管道的側管壁信號G₁₁(t)和下管壁信號G₁₂(t)分別采用小波基進行小波包三層分解，得到第三層的8個小波包分解系數；分別使用8個小波包系數對信號進行單層重構，即可分別得到正常管道G₁₁(t)的8個小波包分量a₁、a₂、a₃、……、a₈和G₁₂(t)的8個小波包分量b₁、b₂、b₃、……、b₈；

S5、對泄漏管道的側管壁信號G₂₁(t)和下管壁信號G₂₂(t)分別采用小波基進行小波包三層分解，得到第三層的8個小波包分解系數；分別使用8個小波包系數對信號進行單層重構，即可分別得到泄漏管道G₂₁(t)的8個小波包分量c₁、c₂、c₃、……、c₈和G₂₂(t)的8個小波包分量d₁、d₂、d₃、……、d₈；

S6、計算正常管道G₁₁(t)的8個小波包分量的能量分布比和G₁₂(t)的8個小波包分量的能量分布比，選擇能量分布比高的前n個小波包分量提取能量熵、近似熵和分形盒維數三個特征指標構建特征集合A；同理，計算泄漏管道G₂₁(t)和G₂₂(t)的能量分布比，選擇能量分布比高的前n個小波包分量提取能量熵、近似熵和分形盒維數三個特征指標構建特征集合B；

S7、將特征集合A、B輸入到SVM分類器當中作為分類訓練樣本；

S8、重復使用上述檢測流程檢測管道未知段，構建未知管道段的特征集合C；輸入到SVM分類器當中；其中特征集合A和B作為SVM分類器的訓練樣本，未知段特征集合C作為測試樣本；經過SVM分類器判斷的特征集合C的類別，即為未知狀況管道段的狀態，至此完成檢測過程。

3.根據權利要求2所述的檢測的方法，其特征在于：SVM核函數為RBF核函數，選擇的懲罰系數c＝0.2，核函數半徑g＝0.01。