[發明專利]混沌系統諧波響應管路監測系統

在審

• 申請號: 201810204837.6
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108458254A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 閆東;劉樹勇;湛龍;楊慶超;陳林;劉景斌;蔡衡芳
• 申請（專利權）人: 湖北精瑞通流體控制技術有限公司;中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: F17D3/01
• 分類號: F17D3/01;F17D1/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;李欣榮

本發明公開了一種混沌系統諧波響應管路監測系統，包括混沌電路模塊、無線振動傳感器和控制器，無線振動傳感器對輸水管路進行定時監測并存儲該振動信號，利用該振動信號對混沌電路模塊進行擾動，若該振動信號中含有泄漏信號，則引起混沌電路模塊的混沌系統渦卷數目和狀態的突變；控制器將混沌電路模塊的數據與預存信號樣本庫進行比對，判斷輸水管路是否發生泄漏。本發明通過遠程監測管路漏點，根據多渦卷混沌系統的狀態變化判斷泄漏是否存在，較一般混沌系統更易于識別系統突變，并且具有較強的抗干擾能力。

技術領域

本發明屬于輸水管道信號監測領域，尤其涉及一種混沌系統諧波響應管路監測系統。

背景技術

輸水管路是供水系統的重要組成部分，也是泄漏監測的重點。各種材質的管路在長期的使用中會出現損耗和故障，如管路裂紋、管壁腐蝕、接頭松動等。在許多城市管路泄漏水量已超過供水總量的三分之一，造成水資源的嚴重浪費，泄漏監測正成為人們日益關注的問題。針對這些問題，傳統的人工聽漏已不能滿足大規模監測的需要，目前已經提出了一些基于各種高新技術的管路無損監測方法，如內窺鏡監測法、紅外監測法、X射線分析法、磁粉監測、渦流監測、超聲導波管路監測法，隨后基于聲發射技術和基于振動的監測方法也被廣泛地應用于管路系統的監測。然而上述方法一般都是對管路施加主動激勵，信號作用距離有限且容易掩蓋泄漏信號。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種混沌系統諧波響應管路監測系統，通過遠程監測管路漏點，根據多渦卷混沌系統的狀態變化判斷泄漏是否存在，較一般混沌系統更易于識別系統突變，并且具有較強的抗干擾能力。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種混沌系統諧波響應管路監測系統，包括混沌電路模塊、無線振動傳感器和控制器，若干個無線振動傳感器安裝在待監測的輸水管路上；混沌電路模塊的初始振蕩頻率為泄漏信號頻譜低頻區間的中點，無線振動傳感器以相同時間間隔對輸水管路進行監測并存儲該振動信號，利用該振動信號對混沌電路模塊進行擾動，若該振動信號中含有泄漏信號，引起混沌電路模塊的混沌系統渦卷數目和狀態的突變；控制器將混沌電路模塊的數據與預存信號樣本庫進行比對，判斷輸水管路是否發生泄漏。

按上述技術方案，混沌電路模塊包括電路供電模塊、階躍模塊、積分模塊、求和模塊和顯示模塊，電路供電模塊為混沌電路模塊供電，階躍模塊用于產生渦卷分界面，設定階躍模塊中運算放大器的數目，確定渦卷的數目和位置，使多渦卷混沌電路系統具有奇數個渦卷；積分模塊用于實現輸入信號的反相積分功能；求和模塊用于實現輸入信號的反相求和功能；顯示模塊用于顯示混沌電路模塊產生的多渦卷軌道。

按上述技術方案，多渦卷混沌電路模塊共包含十個運算放大器，其中第四運算放大器和第五運算放大器構成階躍模塊，第一運算放大器、第七運算放大器、第九運算放大器構成積分模塊，第二運算放大器、第三運算放大器、第六運算放大器、第八運算放大器、第十運算放大器構成求和模塊。

按上述技術方案，具體為，第四運算放大器OP4的反相輸入端通過電阻R34與第二運算放大器OP2的輸出端連接，第四運算放大器OP4的同相輸入端與電阻R35連接并接地，第四運算放大器OP4的輸出端通過電阻R38與第六運算放大器OP6的反相輸入端連接；第五運算放大器OP5的反相輸入端通過電阻R36與第三運算放大器OP3的輸出端連接，第五運算放大器OP5的同相輸入端與電阻R37連接并接地，第五運算放大器OP5的輸出端通過電阻R39與第六運算放大器OP6的反相輸入端連接。