[發明專利]一種用于輸水管線泄漏定位的裝置

在審

• 申請號: 202110025475.6
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112664842A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 王麗學;高歡;張大鵬;栗佳;姜偉民;欒永鵬;趙育
• 申請（專利權）人: 沈陽農業大學;遼寧省清河水庫管理局有限責任公司
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06;G01M3/28
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 王力文

本發明涉及泄漏檢測技術領域，公開了一種用于輸水管線泄漏定位的裝置，包括：兩個高頻動態壓力傳感器，對應設置在輸液管道的兩端，用于檢測輸液管道兩端的壓力；數據采集卡，與兩個高頻動態壓力傳感器信號連接，用于采集兩個高頻動態壓力傳感器的壓力信號；監測系統，用于接收數據采集卡采集的壓力信號，通過小波結合變分模態分解(以下簡稱VMD)方法分析壓力信號，判斷管道是否發生泄漏，并根據壓力信號變化的突降點，獲得管道泄漏的位置，這種用于輸水管線泄漏定位的裝置，能夠及時對管道泄漏做出判斷和定位。

技術領域

本發明涉及泄漏檢測技術領域，特別涉及一種用于輸水管線泄漏定位的裝置。

背景技術

管道運輸憑借其在輸送液體、氣體和漿體等介質方面的連續性好、效率高、能耗低、占地少、供給穩定和易于遠程集中監控管理等優勢，被普遍應用于農業灌溉、工業生產、能源供應和國民生活等多個領域。隨著人們對能源需求的增長，管道運輸的使用頻率也逐步提高。城市供水管網由于老化、運行壓力超標、施工不合格和地面沉降等原因，會出現管道泄漏現象，造成資源的浪費，嚴重時甚至威脅到人身安全。而管道發生泄漏時，越及時地發現泄漏位置，對管道泄漏的控制越容易，損失也會越少。目前管道泄漏檢測的算法較多，但大多停留在檢測層次，缺乏24小時實時監測的功能，難以做到泄漏報警和數據實時記錄。因此本發明建立一種用于輸水管線泄漏監測的裝置，可應用于長距離輸水管線，不僅可實時記錄管道的壓力情況，還能對泄漏做出判斷和定位。

發明內容

本發明提供一種用于輸水管線泄漏定位的裝置，能夠及時對管道泄漏做出判斷和定位。

本發明提供了一種用于輸水管線泄漏定位的裝置，包括：兩個高頻動態壓力傳感器，對應設置在輸液管道的兩端，用于檢測輸液管道兩端液體的壓力；

數據采集卡，與兩個高頻動態壓力傳感器信號連接，用于采集兩個高頻動態壓力傳感器的壓力信號；

監測系統，用于接收數據采集卡采集的壓力信號，通過小波結合變分模態分解方法分析壓力信號，判斷管道是否發生泄漏，并根據壓力信號變化的突降點，通過負壓波法獲得管道泄漏的位置。

所述監測系統判斷管道是否發生泄漏的具體方法為：在管道發生泄漏時，泄漏點因流體介質損失而引起輸液管道內局部液體密度減小，導致泄漏點處壓力瞬間降低，泄漏點處作為壓力波源通過流體介質向泄漏點的上、下游傳播，相當于在泄漏點處產生了以一定波速傳播的負壓力波，即負壓波或減壓波，當負壓波傳播到輸液管道兩端時，會引起輸液管道兩端的壓力發生變化，當設置在輸液管道兩端的高頻動態壓力傳感器捕捉到負壓波，則判斷管道發生泄漏。

所述監測系統通過負壓波法獲得管道泄漏的位置的計算公式為：

其中，c為負壓波的傳播速度，X為上游站距離泄漏點的距離，L為上下游兩端的距離，t₁為負壓波從泄漏點傳播到上游站所用的時間，t₂為負壓波從泄漏點傳播到下游站所用的時間，Δt為t₁與t₂之間的差值。

還包括報警裝置，報警裝置與監測系統信號連接，用于監測系統判斷管道泄漏時進行報警。

還包括多個壓力表，均勻設置在輸液管道上，分別與監測系統信號連接，用于檢測輸液管道內的液體壓力。

還包括：變頻器和潛水泵，變頻器和潛水泵分別連接電源，變頻器與潛水泵信號連接，用于控制潛水泵的速度，變頻器與監測系統信號連接。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明采用負壓波法和小波結合VMD分析方法，結合數據采集器和位于管道兩端的高頻動態壓力傳感器，判斷管線是否發生泄漏和發生泄漏的具體位置，為工作人員降低了泄漏排查的難度。

附圖說明