[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201710431647.3
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107314251B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 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(yáng)聲器、篩網(wǎng)、聲發(fā)射傳感器組、濾波器和計(jì)算機(jī)，所述聲發(fā)射傳感器組為兩個(gè)上下安置的聲發(fā)射傳感器；

所述伸縮桿Ⅰ從下水井蓋Ⅰ伸入至井底，揚(yáng)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(jì)算機(jī)；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(wǎng)方便信號聚集，一個(gè)聲發(fā)射傳感器固定在伸縮桿Ⅱ下端且與管道側(cè)壁接觸，另一個(gè)聲發(fā)射傳感器固定在篩網(wǎng)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(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)控制聲卡產(chǎn)生的信號經(jīng)功率放大器放大，放大后的信號經(jīng)過內(nèi)置導(dǎo)線的伸縮桿Ⅰ，經(jīng)由揚(yáng)聲器發(fā)送到下水管道中；聲發(fā)射傳感器組接收管道壁的聲信號，經(jīng)由內(nèi)置導(dǎo)線的伸縮桿Ⅱ傳至濾波器進(jìn)行濾波，將濾波后的信號輸入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2.一種采用權(quán)利要求1所述的下水管道泄漏故障的檢測裝置進(jìn)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(jìn)行檢測，計(jì)算機(jī)控制聲卡產(chǎn)生的聲信號經(jīng)功率放大器、揚(yáng)聲器發(fā)送到下水管道中，由聲發(fā)射傳感器組接收正常管壁產(chǎn)生的聲音，計(jì)算機(jī)從聲發(fā)射傳感器組獲得正常管道的側(cè)管壁信號G₁₁(t)和下管壁信號G₁₂(t)；

S3、選擇一段泄漏管道進(jìn)行檢測，計(jì)算機(jī)控制聲卡產(chǎn)生的聲信號經(jīng)功率放大器、揚(yáng)聲器發(fā)送到下水管道中，由聲發(fā)射傳感器組接收泄漏管壁產(chǎn)生的聲音，計(jì)算機(jī)從聲發(fā)射傳感器組獲得泄漏管道的側(cè)管壁信號G₂₁(t)和下管壁信號G₂₂(t)；

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

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

S6、計(jì)算正常管道G₁₁(t)的8個(gè)小波包分量的能量分布比和G₁₂(t)的8個(gè)小波包分量的能量分布比，選擇能量分布比高的前n個(gè)小波包分量提取能量熵、近似熵和分形盒維數(shù)三個(gè)特征指標(biāo)構(gòu)建特征集合A；同理，計(jì)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(gè)小波包分量提取能量熵、近似熵和分形盒維數(shù)三個(gè)特征指標(biāo)構(gòu)建特征集合B；

S7、將特征集合A、B輸入到SVM分類器當(dāng)中作為分類訓(xùn)練樣本；

S8、重復(fù)使用上述檢測流程檢測管道未知段，構(gòu)建未知管道段的特征集合C；輸入到SVM分類器當(dāng)中；其中特征集合A和B作為SVM分類器的訓(xùn)練樣本，未知段特征集合C作為測試樣本；經(jīng)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(tài)，至此完成檢測過程。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測的方法，其特征在于：SVM核函數(shù)為RBF核函數(shù)，選擇的懲罰系數(shù)c＝0.2，核函數(shù)半徑g＝0.01。