[發明專利]一種融合水聽器和小波去噪的滲漏定位方法

在審

• 申請號: 201811186445.8
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109344784A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 張楠;李舒;郭欣偉;江紅;張攀;殷會娟;吳凱;李凌琪;韓金旭;孫維營
• 申請（專利權）人: 黃河水利委員會黃河水利科學研究院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 石丹丹

本發明屬于輸水管道滲漏定位技術領域，特別涉及一種融合水聽器和小波去噪的滲漏定位方法，包含在輸水管道的首尾端各安裝一個水聽器，利用水聽器對礦井水輸送過程中產生的聲波信息進行獲取，得到未經處理的時間序列原始聲波信息源；建立小波系數降噪處理模型，對采集的原始非平穩信號源進行去噪濾波；建立時延值模型，對去噪處理后的信號確定時延值；建立定位模型，利用上述獲得的時延值，定位滲漏點。本發明提高了滲漏定位的準確性和科學性，提升了礦井水資源的利用率。

技術領域

本發明屬于輸水管道滲漏定位技術領域，特別涉及一種融合水聽器和小波去噪的滲漏定位方法。

背景技術

當礦井水在輸送過程中，輸水管道發生滲漏時，將會打破輸水管內的壓力平衡，管道內的水在壓力作用下從滲漏點噴出，噴出的水與滲漏點以及管道周圍的土體等發生碰撞，從而產生不同形式與頻率的振動，同時聲波信號將沿管道向上游與下游傳播。其中，高頻信號將快速衰減，而低頻信號可傳播較遠的距離，產生的聲源一般為滲漏口處滲漏噪聲、高壓水頭撞擊聲、介質摩擦聲。其中，高壓水流撞擊聲傳至地面時，產生較大衰減，操作人員主觀性等原因，定位準確率較低；介質摩擦聲的頻率較低，而且周圍環境干擾較大，此類信號較難檢測；滲漏點處的噪聲主要通過管道管壁和管內介質沿管道兩側傳播。同時，礦井水在利用過程中存在多種風險：如北方地區相對晝夜溫差較大，輸送管道在土壤冷熱交替下易產生管道破損，造成輸送水量損失，供水公司與用水企業分別按照計量設備核對實際到廠水量，如輸送過程中存在管道滲漏現象，將會涉及到企業與供水公司引用水量費用等問題，如管道滲漏點有害物質進入，導致輸水水質發生變化，會增加企業水質處理難度，增加水質處理成本。

國內外學者對輸水管道滲漏檢測方法做出了大量深入細致的研究，提出了許多實用有效的理論和方法。主要有被動檢測法、音聽檢測法、相關分析檢測法、管內探測法等。

(1)被動檢測法。主要用以發現明漏。當地面有漏水情況發生時，立即對輸水管道進行病害檢查與修復。可安排相關人員不斷查看發現滲漏問題，也可以通過用戶報告滲漏現象。該方法具有投資少的優點，但集中于對明漏等漏損問題的檢查，通常情況下，發現滲漏時已造成大量的水資源浪費。因此，該方法可應用于地下環境中的管道，且周圍無河道等。

(2)音聽檢測法。此方法可通過閥栓與路面對滲漏噪聲進行聽音識別。還包括鉆探定位。前一種可應用于對管道滲漏位置進行預定位，包括漏水的線索和范圍等；后兩種用于找出滲漏發生的具體位置，稱之為滲漏精確定位。據英國水研究中心研究統計，音聽檢測法約可查80％的地下漏水，同時音聽檢測法受檢測人員的能力素質、音聽設備的性質和管理工作等影響較大。

(3)相關分析檢測法。經過相關處理可過濾掉干擾信號，因此相關儀檢測滲漏也能夠在白天進行。但是相關檢漏儀的檢漏效果會受到多種因素的影響，如管道的材質、接口形式、水壓高低、周圍覆土厚度等。當管道穿越建筑物或河底時，利用常規的檢測方法較難完成檢測，然而相關檢漏儀在此方面具有明顯的優越性，能夠保證正常工作。根據英國的使用經驗，相關檢漏儀可應用于一般漏水情況的小口徑輸水管道，其檢測結果具有的精度可至90％；同時，不宜將兩個傳感器的距離布置的過遠，低于200m。

(4)管內探測法。此探測方法主要是在磁通、超聲、渦流、錄像等技術的基礎上發展而來。在輸水管道中放置探測器并帶有信號裝置，使其能夠在輸水管道中隨管內介質而移動，依據滲漏點噪聲的電信號與產生的位置來找出滲漏點。同時，還能夠利用放射性示蹤劑法，當輸送管道發生滲漏時，示蹤劑將會擴散到管外的周圍介質中，此時可以在無示蹤劑的情況下使用特定的探頭來感應該位置的殘存信號，進而找到滲漏位置。此類方法的缺點是檢測缺乏連續性，只能間斷檢測，且阻塞或其它事故將嚴重影響檢測工作的正常進行。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種融合水聽器和小波去噪的滲漏定位方法，提高了滲漏定位的準確性和科學性，提升了礦井水資源的利用率。

為了實現上述目的，本發明采用以下的技術方案：