[發明專利]一種應用于供水管道泄漏無線監測裝置的無線監測方法

有效

• 申請號: 202110789076.7
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113432805B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 肖梓銘;趙文龍;婁嘉駿;郝雨;董勇
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學;寧波水表（集團）股份有限公司
• 主分類號: G01M3/24
• 分類號: G01M3/24;F17D5/06;G08C17/02
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 成關鍵

1.一種應用于供水管道泄漏無線監測裝置的無線監測方法，所述無線監測裝置包括壓電加速度傳感器、電源管理模塊、系統控制模塊、信號調理模塊、振動信號采集模塊、數據存儲模塊、數據無線傳輸模塊，所述壓電加速度傳感器固定在被監測供水管道外壁，所述電源管理模塊為所述系統控制模塊、所述信號調理模塊、所述振動信號采集模塊、所述數據存儲模塊以及所述數據無線傳輸模塊供電，所述壓電加速度傳感器與所述信號調理模塊連接，所述信號調理模塊與所述振動信號采集模塊連接，所述系統控制模塊分別與所述振動信號采集模塊、所述數據無線傳輸模塊、所述數據存儲模塊連接；所述壓電加速度傳感器將供水管道外壁發出的聲發射信號轉換成電流信號，所述壓電加速度傳感器將電流信號傳送至信號調理模塊，所述信號調理模塊將電流信號進行放大處理并轉換成模擬電壓信號，所述信號調理模塊將模擬電壓信號發送至所述振動信號采集模塊，所述振動信號采集模塊將模擬電壓信號轉換為數字信號，所述振動信號采集模塊將所述數字信號作為與被監測供水管道對應的樣本信號數據，所述系統控制模塊運行預設管道泄漏檢測算法對所述樣本信號數據進行運算處理，得到泄漏檢測結果，并將所述泄漏檢測結果和所述樣本信號數據均存儲在所述數據存儲模塊中，當所述泄漏檢測結果為存在泄漏時，所述系統控制模塊通過所述數據無線傳輸模塊發送警報信息至監測平臺；其特征在于：所述無線監測方法包括以下步驟：

獲取樣本信號數據，獲取經過振動信號采集模塊輸入的與被監測供水管道對應的樣本信號數據，所述樣本信號數據由壓電加速度傳感器采集的電流信號依次經過信號調理模塊進行放大處理和電壓轉換處理、振動信號采集模塊進行數字信號轉換處理后得到；

計算排列熵平均值，將樣本信號數據分割為若干幀子樣本信號數據，分別計算出每幀子樣本信號數據對應自相關函數的排列熵，根據每幀子樣本信號數據對應自相關函數的排列熵計算出樣本信號數據對應自相關函數的排列熵均值；

計算功率譜密度，根據平均周期圖法計算樣本信號數據的功率譜密度，得到樣本信號數據中主頻率成分的帶寬和中心頻率；

泄漏檢測，將所述排列熵均值、帶寬以及中心頻率作為樣本信號數據對應特征參數，將特征參數作為特征向量輸入至預設SVM模型中進行識別，得到泄漏檢測結果。

2.如權利要求1所述的一種應用于供水管道泄漏無線監測裝置的無線監測方法，其特征在于：當泄漏檢測結果為存在泄漏時，通過所述數據無線傳輸模塊發送警報信息至監測平臺。

3.如權利要求1所述的一種應用于供水管道泄漏無線監測裝置的無線監測方法，其特征在于：所述獲取樣本信號數據還包括獲取與樣本信號數據對應的當前采樣時間，還包括數據動態存儲，將樣本信號數據對應的特征參數與數據存儲模塊中不同數據分組的分組標簽進行匹配，若匹配到對應分組標簽，將匹配到的對應分組標簽作為目標分組標簽，將樣本信號數據對應的特征參數、泄漏檢測結果以及當前采樣時間組合成當前樣本數據組存儲在目標分組標簽對應的數據分組中，若未匹配到對應分組標簽，則創建新數據分組，將樣本信號數據對應的特征參數、泄漏檢測結果作未新數據分組的分組標簽，將樣本信號數據對應的特征參數、泄漏檢測結果以及當前采樣時間組合成當前樣本數據組存儲在新數據分組中。

4.如權利要求3所述的一種應用于供水管道泄漏無線監測裝置的無線監測方法，其特征在于：在所述將樣本信號數據對應的特征參數、泄漏檢測結果以及當前采樣時間組合成當前樣本數據組存儲在目標分組標簽對應的數據分組中之前還包括判斷組內空間，判斷目標分組標簽對應的數據分組中的組內空間是否存滿，若是，則刪除目標分組標簽對應的數據分組中樣本采樣時間最早的歷史樣本數據組，若否，則將樣本信號數據對應的特征參數、泄漏檢測結果以及當前采樣時間組合成當前樣本數據組存儲在目標分組標簽對應的數據分組中。

5.如權利要求4所述的一種應用于供水管道泄漏無線監測裝置的無線監測方法，其特征在于：在所述創建新數據分組之前還包括判斷數據分組數量是否達到閾值，若是，則刪除含有歷史樣本數據組最多或平均樣本采樣時間最早的數據分組后再創建新數據分組，若否，則直接創建新數據分組。