[發(fā)明專利]一種帶壓管線泄漏定位系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911294117.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN110953486A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李雨龍;楊帆;郭慧杰;王超楠;倪娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京無(wú)線電計(jì)量測(cè)試研究所
• 主分類號(hào): F17D5/06
• 分類號(hào): F17D5/06
• 代理公司: 北京國(guó)昊天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 李瀟

本申請(qǐng)公開了一種帶壓管線泄漏定位系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括主機(jī)、至少2個(gè)采集器；主機(jī)包含主控電腦及與主控電腦相連的衛(wèi)星導(dǎo)航定位模塊、探管模塊；采集器包含控制模塊及與控制模塊相連的振動(dòng)傳感器；衛(wèi)星導(dǎo)航定位模塊，用于實(shí)時(shí)確定主機(jī)位置；所述探管模塊，用于發(fā)射脈沖電磁波、接收反射波形，識(shí)別管線路由；振動(dòng)傳感器，用于采集泄露信號(hào)，生成噪聲數(shù)據(jù)；主控電腦，用于根據(jù)所述管線路由和主機(jī)位置信息，確定管線實(shí)際位置；用所述噪聲數(shù)據(jù)計(jì)算泄露點(diǎn)與振動(dòng)傳感器的距離，進(jìn)一步根據(jù)管線實(shí)際位置計(jì)算泄漏點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)。本申請(qǐng)還包含應(yīng)用所述系統(tǒng)的方法。本申請(qǐng)的技術(shù)方案解決了地下管線路由信息錯(cuò)誤時(shí)定位泄露點(diǎn)困難的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航定位和探管技術(shù)的帶壓管線泄漏定位裝置。

背景技術(shù)

地下管網(wǎng)是城市賴以生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其正常運(yùn)行和有效工作已成為城市可持續(xù)發(fā)展的重要前提條件。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化程度的顯著提高，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，根據(jù)城市發(fā)展需要改擴(kuò)和新建了許多供水管網(wǎng)和熱力管網(wǎng)，以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)的需求。但是，我國(guó)城市管網(wǎng)泄漏問(wèn)題相當(dāng)嚴(yán)重。據(jù)全國(guó)城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)統(tǒng)計(jì)年鑒中的有關(guān)資料表明，城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)系統(tǒng)中的漏損率普遍在15～20％，熱力管線泄漏帶來(lái)的補(bǔ)水量也非常龐大。管網(wǎng)的泄漏產(chǎn)生多方面影響，造成水資源的浪費(fèi)，污染城市自來(lái)水水質(zhì)，直接影響運(yùn)營(yíng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)危及城市安全。因此，應(yīng)用便捷有效的技術(shù)方法，減少管網(wǎng)泄漏是當(dāng)前城市帶壓管線管理工作的重要內(nèi)容。目前管線泄漏檢測(cè)方法有多種，各有利弊。被動(dòng)檢測(cè)法依靠專門人員巡查和市民上報(bào)泄漏來(lái)發(fā)現(xiàn)漏水點(diǎn)，需要漏損發(fā)展到一定程度，地面形成一定積水。傳統(tǒng)手持式聽音棒技術(shù)在管道暴露處進(jìn)行漏水聲音的聽測(cè)，其適用效果受背景噪音、管內(nèi)壓力和檢漏人員的經(jīng)驗(yàn)的影響。電子放大聽漏儀沿著疑似存在泄漏的管道以一定步長(zhǎng)逐點(diǎn)比較音強(qiáng)，但難以在高噪聲環(huán)境和繁忙的城市環(huán)境中有效適用，同時(shí)受到土壤性能影響。噪聲記錄器將多個(gè)振動(dòng)傳感器(或水聽器)安裝在管網(wǎng)暴露處，持續(xù)監(jiān)測(cè)管道聲波信號(hào)并上傳，在計(jì)算機(jī)上通過(guò)特殊的處理軟件快速檢測(cè)是否存在漏損，但難以監(jiān)聽到微小的噪聲，背景噪聲的干擾也較大，精度與記錄器數(shù)量有關(guān)，價(jià)格昂貴、投資回收期長(zhǎng)。管內(nèi)檢查技術(shù)將信號(hào)處理和顯示單元的傳感器放置在管道內(nèi)部，采集管內(nèi)圖像和聲學(xué)噪聲，進(jìn)而識(shí)別泄漏位置，對(duì)支管較多，老舊城市管網(wǎng)腐蝕較嚴(yán)重的情況不適用，對(duì)小直徑管道不適用，同時(shí)存在著傳感器回收問(wèn)題。示蹤氣體檢測(cè)法通過(guò)檢測(cè)示蹤氣體的濃度沿管道的變化來(lái)尋找漏水點(diǎn)，靈敏度較高，但使用條件較為苛刻，必須知道水流的方向，同時(shí)支管的存在會(huì)導(dǎo)致氣體的泄漏，致使檢測(cè)失效。地表雷達(dá)檢漏法利用電磁原理對(duì)地下管道進(jìn)行探測(cè)，通過(guò)對(duì)所發(fā)射的電磁破的反向收集，來(lái)定位管道漏失點(diǎn)，適用于大直徑或非金屬管道的檢測(cè)，缺點(diǎn)是在漏損的初期難以準(zhǔn)確判定，同時(shí)圖像的解析難度大，數(shù)據(jù)處理慢。光纖傳感技術(shù)法監(jiān)測(cè)供水管道發(fā)生泄漏時(shí)引起的壓降及溫度變化，光纖傳感技術(shù)在工程中應(yīng)用案例較少，主要原因是因?yàn)閭鞲衅鲾?shù)量多，其解調(diào)儀價(jià)格昂貴，同時(shí)工程實(shí)際中存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象。瞬變流檢測(cè)法通過(guò)對(duì)管道壓力信號(hào)的辨識(shí)來(lái)進(jìn)行泄漏定位，人為產(chǎn)生瞬間變流過(guò)程，比較不同泄漏點(diǎn)位置和泄漏面積條件下計(jì)算得到的瞬變壓力變化過(guò)程與實(shí)測(cè)壓力變化過(guò)程，對(duì)漏損進(jìn)行判斷，目前還存在著噪聲干擾大，致使分析結(jié)果產(chǎn)生誤差、模型的可靠性不高等問(wèn)題。相關(guān)分析法利用漏水聲時(shí)間延遲確定漏點(diǎn)位置，定位較為精準(zhǔn)，但由于管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)誤差、支管的存在和距離測(cè)量誤差較大等問(wèn)題導(dǎo)致定位誤差的出現(xiàn)。總結(jié)下來(lái)，相關(guān)分析法定位效果最好，但存在的問(wèn)題需要解決，急需一款能夠探測(cè)管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、自動(dòng)量算管線長(zhǎng)度并導(dǎo)航定位到泄漏點(diǎn)位置的、基于相關(guān)分析的管線泄漏定位裝置，來(lái)消除檢漏人員使用不規(guī)范、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜、無(wú)法提供準(zhǔn)確輸入?yún)?shù)等問(wèn)題帶來(lái)的定位誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N帶壓管線泄漏定位系統(tǒng)和方法，解決地下管線路由復(fù)雜、或路由信息錯(cuò)誤時(shí)定位泄露點(diǎn)困難的問(wèn)題。地下管線路由信息錯(cuò)誤，主要是指管線實(shí)際位置和設(shè)計(jì)圖紙存在差別。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種帶壓管線泄漏定位系統(tǒng)，包括主機(jī)、至少2個(gè)采集器，所述主機(jī)包含主控電腦及與主控電腦相連的衛(wèi)星導(dǎo)航定位模塊、探管模塊和第一無(wú)線通信模塊。所述采集器包含控制模塊及與控制模塊相連的第二無(wú)線通信模塊、振動(dòng)傳感器。