[發(fā)明專利]一種管道輸水系統(tǒng)多點微小泄漏檢測裝置及方法

有效

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• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107218516B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 郭新蕾;劉之平;馬慧敏;李甲振;楊開林;付輝;王濤;郭永鑫;黃偉;褚俊英;丁相毅;馬朝猛
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02;G06F19/00
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛(wèi)東

1.一種管道輸水系統(tǒng)多點微小泄漏檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)管道承壓能力，在被檢測管網系統(tǒng)的管道末端安裝瞬變激勵信號產生設備，在管道末端靠近端瞬變激勵信號產生設備處安裝單點壓力傳感單元，監(jiān)測管道上游已知壓力位置與瞬變激勵信號產生設備之間的微小泄漏點；

步驟2、啟用瞬變激勵信號產生設備，產生短時激勵信號，單點壓力傳感單元同步采集瞬變壓力信號；

步驟3、分析瞬變壓力信號，對信號的首相壓力波的壓力突變點對應的時刻和降低幅值進行解析；

步驟4、根據(jù)首相壓力波的壓力突變點的個數(shù)，辨識泄漏點個數(shù)；依據(jù)每個壓力突變點對應的時刻和降低幅值計算每個泄漏點位置和泄漏參數(shù)；

所述瞬變激勵信號產生設備為低強度瞬變流激發(fā)器；

所述低強度瞬變流激發(fā)器包括：

蓄能器空氣罐，用于儲存壓縮空氣和水體；

磁致伸縮式液位計，設置在所述蓄能器空氣罐上，用于實時測量所述蓄能器空氣罐內水位降落幅度和速度；

壓力表，設置在所述蓄能器空氣罐頂部，用于實時測量所述蓄能器空氣罐空氣的壓力值；

出水管，一端與所述蓄能器空氣罐底部連接，另一端通過一個控制球閥與管網系統(tǒng)末端管道連接，通過快速開或關所述控制球閥為管網系統(tǒng)提供較高壓的水體，并產生低強度瞬變流。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，每個泄漏點位置確定公式為：t_x-t₀＝2x/a；

其中，t₀為瞬變產生的時刻；t_x為壓力波經泄漏點反射回激勵位置的時間；x為是各泄漏點到下游激勵位置的距離；a為水擊波速。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，泄漏參數(shù)的確定公式為：

其中，H₁–H₀為第一個升壓波壓力波峰與初始恒定壓力的差值，H₀為初始時刻該點的壓力值；H₁–H₂為第一個壓力突變點的下降幅值；H₂–H₃為第二個壓力突變點的下降幅值；H₃–H₄為第三個壓力突變點的下降幅值；H_n–H_n+1為第n個壓力突變點的下降幅值；(C_dA_g)₁為第一個泄漏孔的大小；(C_dA_g)₂為第二個泄漏孔的大小；(C_dA_g)₃為第三個泄漏孔的大小；(C_dA_g)_n為第n個泄漏孔的大小；

a為水擊波速，g為重力加速度；A為管道過流面積。

4.一種管道輸水系統(tǒng)多點微小泄漏檢測裝置，其特征在于，包括：

瞬變激勵信號產生設備，安裝在被檢測管網系統(tǒng)管道末端，用于產生短時激勵信號；

單點壓力傳感單元，設置在管道末端靠近端瞬變激勵信號產生設備處，同步實時采集瞬變壓力信號；

數(shù)據(jù)分析計算單元，接收所述單點壓力傳感單元同步實時采集瞬變壓力信號；分析瞬變壓力信號，解析瞬變壓力信號的首相壓力波的壓力突變點對應的時刻和降低幅值，并根據(jù)首相壓力波的壓力突變點的個數(shù)，辨識泄漏點個數(shù)，依據(jù)每個壓力突變點對應的時刻和降低幅值計算每個泄漏點位置和泄漏參數(shù)；

所述瞬變激勵信號產生設備為低強度瞬變流激發(fā)器；

所述單點壓力傳感單元采用高精度壓阻式壓力傳感器；

所述低強度瞬變流激發(fā)器包括：

蓄能器空氣罐，用于儲存壓縮空氣和水體；

磁致伸縮式液位計，設置在所述蓄能器空氣罐上，用于實時測量所述蓄能器空氣罐內水位降落幅度和速度；

壓力表，設置在所述蓄能器空氣罐頂部，用于實時測量所述蓄能器空氣罐空氣的壓力值；

出水管，一端與所述蓄能器空氣罐底部連接，另一端通過一個控制球閥與管網系統(tǒng)末端管道連接，通過快速開或關所述控制球閥為管網系統(tǒng)提供較高壓的水體，并產生低強度瞬變流。