本發(fā)明涉及壓力管道測(cè)漏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種管道測(cè)漏方法、系統(tǒng)及其采樣器和主機(jī)。

背景技術(shù)：

城市的供水管道隨著建設(shè)的快速發(fā)展和時(shí)間的推移，受到多種因素的影響，導(dǎo)致局部泄漏，如自然老化、地基的不均勻沉降、交通負(fù)荷的沖擊、土壤鹽堿化、市政建設(shè)影響、管道施工不良等。然而，對(duì)于城市中的管道漏水現(xiàn)象，因現(xiàn)有測(cè)漏設(shè)備的測(cè)漏效果不理想而無(wú)法進(jìn)行及時(shí)的管理與修復(fù)，從而造成了水資源的浪費(fèi)?，F(xiàn)有的檢漏設(shè)備主要通過(guò)采集漏失信號(hào)進(jìn)行判斷，而漏失信號(hào)受環(huán)境噪聲、管道傳聲特性和檢測(cè)點(diǎn)位置、埋設(shè)狀況影響很大。因此，提高測(cè)漏設(shè)備的抗干擾能力和數(shù)據(jù)處理能力十分有必要。

本案申請(qǐng)人在先申請(qǐng)的名為“管道測(cè)漏儀”的201521102012.1號(hào)專(zhuān)利(公開(kāi)號(hào)：205278788U)，如圖1所示，該管道測(cè)漏儀包括：拾音器、麥克風(fēng)、監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)、低噪聲開(kāi)關(guān)電源和CPU，以及還包括與CPU連接的噪音處理模塊1、語(yǔ)音處理模塊2、多路選擇監(jiān)聽(tīng)模塊3、觸摸屏4和存儲(chǔ)模塊5，其中，拾音器連接于噪音處理模塊1的輸入端，麥克風(fēng)連接于語(yǔ)音處理模塊2的輸入端，監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)連接于多路選擇監(jiān)聽(tīng)模塊3的輸出端，多路選擇監(jiān)聽(tīng)模塊3的輸入端與噪音處理模塊1和語(yǔ)音處理模塊2連接。該管道測(cè)漏儀在工作狀態(tài)下，通過(guò)拾音器收集噪音，然后將接收到的噪音傳遞到噪音處理模塊進(jìn)行濾波處理，將甄別出的漏水噪聲進(jìn)行數(shù)字濾波/頻譜分析后，經(jīng)CPU轉(zhuǎn)換由觸摸屏顯示出來(lái)，操作人員可直觀地觀察到相應(yīng)頻率范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)噪聲信號(hào)；根據(jù)頻率的分布選擇相應(yīng)的濾波分析模式，并通過(guò)觸摸屏發(fā)出操作指令進(jìn)行濾波分析，再選擇更為接近的漏水點(diǎn)位置再次收集噪音進(jìn)行精測(cè)或點(diǎn)測(cè)，觸摸屏?xí)詣?dòng)繪制一定時(shí)間內(nèi)的連續(xù)的噪聲曲線。其中精測(cè)模式能排除環(huán)境噪聲的干擾，點(diǎn)測(cè)模式可對(duì)前期探測(cè)排查的可疑漏水點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步分析判斷。另外，可通過(guò)麥克風(fēng)記錄當(dāng)前噪聲的位置，方便后期分析時(shí)清楚具體位置，使漏水點(diǎn)位置的確定更加快捷；同時(shí)可通過(guò)耳機(jī)監(jiān)聽(tīng)噪聲和語(yǔ)音，協(xié)助操作人員作出更準(zhǔn)確的判斷。

然而依靠單臺(tái)測(cè)漏儀通過(guò)多次的噪音收集來(lái)排查可疑漏水點(diǎn)，效率比較低；而且由于采樣時(shí)間存在前后順序，其采集的數(shù)據(jù)容易因管道內(nèi)的液體、氣體流速或者壓力變化導(dǎo)致誤判，從而有待于進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于公開(kāi)一種管道測(cè)漏方法、系統(tǒng)及其采樣器和主機(jī)，以克服單臺(tái)測(cè)漏儀所存在的容易因管道內(nèi)的液體、氣體流速或者壓力變化導(dǎo)致誤判的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開(kāi)一種應(yīng)用于管道測(cè)漏系統(tǒng)的采樣器，包括：第一CPU及其連接的第一噪音處理模塊，所述第一噪音處理模塊的輸入端與第一拾音器連接，所述第一CPU還與第一通信模塊及用于標(biāo)識(shí)各采樣器的編號(hào)的標(biāo)識(shí)模塊連接；

所述第一CPU，用于通過(guò)所述第一通信模塊與主機(jī)進(jìn)行交互，包括：從所述第一通信模塊獲取主機(jī)的操作指令，然后根據(jù)相應(yīng)操作指令協(xié)同第一噪音處理模塊進(jìn)行相應(yīng)配置及數(shù)據(jù)采集，并在返回給所述主機(jī)的數(shù)據(jù)響應(yīng)中攜帶采樣器編號(hào)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還公開(kāi)一種應(yīng)用于管道測(cè)漏系統(tǒng)的主機(jī)，包括：

第二CPU以及與第二CPU連接的模式設(shè)置模塊、第二通信模塊、第二噪音處理模塊、多路選擇監(jiān)聽(tīng)模塊、觸摸屏和存儲(chǔ)模塊，所述第二噪音處理模塊的輸入端與第二拾音器連接，并設(shè)有監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)連接于多路選擇監(jiān)聽(tīng)模塊的輸出端，所述多路選擇監(jiān)聽(tīng)模塊的輸入端與第二噪音處理模塊連接

所述第二CPU，用于通過(guò)模式設(shè)置模塊確定主機(jī)當(dāng)前的工作模式，所述工作模式包括自測(cè)模式和無(wú)線模式，并在無(wú)線模式下，通過(guò)所述第二通信模塊與各采樣器進(jìn)行交互，該交互包括指示至少兩個(gè)以上以線陣或矩陣方式排列的采樣器同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并根據(jù)采樣器的編號(hào)分塊存儲(chǔ)各采樣器的采樣數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)比分析各采樣器的同步采樣數(shù)據(jù)，確定漏點(diǎn)位置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還公開(kāi)一種管道測(cè)漏系統(tǒng)，包括：

至少兩個(gè)以上以線陣或矩陣方式排列在管道測(cè)漏區(qū)域的一組上述的采樣器；以及

至少一個(gè)上述的主機(jī)，所述主機(jī)的第二通信模塊與組內(nèi)各采樣器的第一通信模塊建立無(wú)線連接。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，與上述系統(tǒng)及裝置相對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明還公開(kāi)一種管道測(cè)漏方法，包括：

在管道的測(cè)漏區(qū)域以線陣或矩陣方式排列一組采樣器；

將主機(jī)的工作模式設(shè)置在無(wú)線模式下，然后指示組內(nèi)采樣器同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并根據(jù)采樣器的編號(hào)分塊存儲(chǔ)各采樣器的采樣數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)比分析各采樣器的同步采樣數(shù)據(jù)，確定漏點(diǎn)位置。

本發(fā)明具有以下有益效果：

能通過(guò)多個(gè)采集器同一時(shí)間來(lái)采集地下管道的疑似泄漏噪聲，不僅測(cè)量速度快，同時(shí)保證了采集到的數(shù)據(jù)是同一時(shí)間的，進(jìn)而通過(guò)對(duì)比分析各采樣器的同步采樣數(shù)據(jù)，確定漏點(diǎn)位置，避免因管道內(nèi)的液體、氣體流速或者壓力變化導(dǎo)致誤判。

下面將參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)專(zhuān)利管道測(cè)漏儀的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的測(cè)量方法流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例首先公開(kāi)一種管道測(cè)漏系統(tǒng)，包括：至少兩個(gè)以上以線陣或矩陣方式排列在管道測(cè)漏區(qū)域的一組采樣器；以及至少一個(gè)主機(jī)，該主機(jī)的第二通信模塊與組內(nèi)各采樣器的第一通信模塊建立無(wú)線連接。

在本實(shí)施例中，該采樣器包括：第一CPU及其連接的第一噪音處理模塊，第一噪音處理模塊的輸入端與第一拾音器連接，第一CPU還與第一通信模塊及用于標(biāo)識(shí)各采樣器的編號(hào)的標(biāo)識(shí)模塊連接。其中，第一CPU，用于通過(guò)第一通信模塊與主機(jī)進(jìn)行交互，包括：從第一通信模塊獲取主機(jī)的操作指令，然后根據(jù)相應(yīng)操作指令協(xié)同第一噪音處理模塊進(jìn)行相應(yīng)配置及數(shù)據(jù)采集，并在返回給主機(jī)的數(shù)據(jù)響應(yīng)中攜帶采樣器編號(hào)。其中，對(duì)第一噪音處理模塊的相應(yīng)配置包括但不限于用戶(hù)通過(guò)操控主機(jī)觸摸屏所設(shè)置的濾波參數(shù)等。

對(duì)應(yīng)的，本實(shí)施例中的，上述主機(jī)包括：第二CPU以及與第二CPU連接的模式設(shè)置模塊、第二通信模塊、第二噪音處理模塊、多路選擇監(jiān)聽(tīng)模塊(可用于在同一路采集信號(hào)不同濾波頻段所甄別出的漏水噪音之間的切換)、觸摸屏和存儲(chǔ)模塊，該第二噪音處理模塊的輸入端與第二拾音器連接，并設(shè)有監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)連接于多路選擇監(jiān)聽(tīng)模塊的輸出端，且該多路選擇監(jiān)聽(tīng)模塊的輸入端與第二噪音處理模塊連接。其中，該第二CPU，用于通過(guò)模式設(shè)置模塊確定主機(jī)當(dāng)前的工作模式，工作模式包括自測(cè)模式和無(wú)線模式，并在無(wú)線模式下，通過(guò)第二通信模塊與各采樣器進(jìn)行交互，該交互包括指示至少兩個(gè)以上以線陣或矩陣方式排列的采樣器同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并根據(jù)采樣器的編號(hào)分塊存儲(chǔ)各采樣器的采樣數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)比分析各采樣器的同步采樣數(shù)據(jù)，確定漏點(diǎn)位置；而當(dāng)主機(jī)工作在自測(cè)模式時(shí)，通過(guò)所述第二噪音處理模塊及第二拾音器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

本實(shí)施例中，上述第一噪音處理模塊及第二噪音處理主要用于將對(duì)應(yīng)拾音器接收到的噪音進(jìn)行濾波處理，排除環(huán)境噪音的干擾，以將甄別出的漏水噪聲進(jìn)行數(shù)字濾波/頻譜分析后分別傳輸給第一和第二CPU?？蛇x的，本實(shí)施例中的采樣器的第一噪音處理模塊及主機(jī)的第二噪音處理模塊可以采用圖1中的類(lèi)似結(jié)構(gòu)。例如：

第一噪音處理模塊包括依次連接的前置放大電路、50Hz陷波電路、八階低通濾波電路、高通濾波電路、第一后級(jí)放大電路、可編程帶通濾波電路、第二后級(jí)放大電路和數(shù)字濾波/頻譜分析電路，數(shù)字濾波/頻譜分析電路的輸出端與第一CPU連接，第一拾音器連接于前置放大電路的輸入端，八階低通濾波電路的輸入端還與第一CPU連接。

第二噪音處理模塊包括依次連接的前置放大電路、50Hz陷波電路、八階低通濾波電路、高通濾波電路、第一后級(jí)放大電路、可編程帶通濾波電路、第二后級(jí)放大電路和數(shù)字濾波/頻譜分析電路，數(shù)字濾波/頻譜分析電路的輸出端與第二CPU連接，第二拾音器連接于前置放大電路的輸入端，八階低通濾波電路的輸入端還與第二CPU連接，且多路選擇監(jiān)聽(tīng)模塊包括多路開(kāi)關(guān)和功放電路，多路開(kāi)關(guān)與前置放大電路、第二后級(jí)放大電路分別連接，功放電路的輸出端與監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)連接。

換言之，本實(shí)施例所公開(kāi)的采樣器可以在圖1所公開(kāi)的管道測(cè)漏儀的結(jié)構(gòu)上，刪除語(yǔ)音處理模塊2、多路選擇監(jiān)聽(tīng)模塊3、觸摸屏4和存儲(chǔ)模塊5，并增設(shè)與CPU連接的第一通信模塊及標(biāo)識(shí)模塊。同理，本實(shí)施例所公開(kāi)的主機(jī)可以在圖1所公開(kāi)的管道測(cè)漏儀的結(jié)構(gòu)上，增設(shè)與CPU連接的模式設(shè)置模塊及第二通信模塊；值得說(shuō)明的是，在本發(fā)明實(shí)施例中的主機(jī)，對(duì)應(yīng)圖1所示的管道測(cè)漏儀中的語(yǔ)音處理模塊和麥克風(fēng)則變?yōu)榭蛇x項(xiàng)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)多個(gè)采樣器可以快速的定位漏水點(diǎn)的大概位置，從而使得現(xiàn)有的管道測(cè)漏儀中通過(guò)語(yǔ)音處理模塊來(lái)依次記錄各次采樣的坐標(biāo)等信息顯得多余，但為便于用戶(hù)將該主機(jī)直接作為現(xiàn)有的管道測(cè)漏儀使用，也可以保留。其中，第一通信模塊與第二通信模塊之間的無(wú)線通信協(xié)議可以采用現(xiàn)有的IEEE的802.11、802.15、802.16和802.20標(biāo)準(zhǔn)，分別指無(wú)線局域網(wǎng)WLAN(采用WIFI等標(biāo)準(zhǔn))、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)WPAN(包括藍(lán)牙與超寬帶UWB等)、無(wú)線城域網(wǎng)WMAN(包括WIMAX等)和寬帶移動(dòng)接入WBMA。藉此，通過(guò)對(duì)第一及第二單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)，即可實(shí)現(xiàn)如圖2所示的測(cè)漏方法，該方法包括：

步驟S1、在管道的測(cè)漏區(qū)域以線陣或矩陣方式排列一組采樣器。

步驟S2、將主機(jī)的工作模式設(shè)置在無(wú)線模式下，然后指示組內(nèi)采樣器同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并根據(jù)采樣器的編號(hào)分塊存儲(chǔ)各采樣器的采樣數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)比分析各采樣器的同步采樣數(shù)據(jù)，確定漏點(diǎn)位置。

其中，在步驟S2中，該主機(jī)可以根據(jù)相應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)繪制各采樣器的噪音曲線，并將各采樣器的采樣曲線供用戶(hù)調(diào)度顯示在顯示屏上,由用戶(hù)進(jìn)行自行篩查及判定漏水點(diǎn)位置；也可以通過(guò)第二CPU對(duì)經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波或頻譜分析之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能篩查，以判定漏水點(diǎn)位置。例如：針對(duì)地下水管，通過(guò)主機(jī)設(shè)置不同的靈敏度，所采集的數(shù)據(jù)信號(hào)中，噪音曲線波動(dòng)最大的可以判定其對(duì)應(yīng)的采樣器更接近漏水點(diǎn)；而若該組采樣器，在不同靈敏度下，噪音曲線波動(dòng)不大，即可判定其采樣覆蓋區(qū)域內(nèi)，無(wú)漏水點(diǎn)；此外，還可以在用水高峰和用水低峰時(shí)以同樣的靈敏度分兩次進(jìn)行兩組數(shù)據(jù)采集，如果用水低峰相比高峰的噪音曲線幅度增加，可以判定存在漏水區(qū)域，然后根據(jù)各采樣器幅度的波動(dòng)大小確定離漏水點(diǎn)最近的采樣點(diǎn)。此外，通過(guò)比較分析各采樣器同一時(shí)點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)是否存在異常，例如，在一組采樣器中，若某一采樣器的在同一時(shí)間點(diǎn)的噪音幅值和/或信號(hào)強(qiáng)度等相比于其它采樣點(diǎn)出現(xiàn)突增，則可以初步篩選出該異常的采樣點(diǎn)可能更接近漏水點(diǎn)，然后再通過(guò)主機(jī)的自測(cè)模式做進(jìn)一步的精準(zhǔn)測(cè)量。

在本實(shí)施例中，線陣的排列方式適用于管道位置可預(yù)知的應(yīng)用場(chǎng)景，而針對(duì)管道位置模糊的應(yīng)用場(chǎng)景，則更適合采用矩陣的排列方式。同時(shí)，為精確測(cè)定漏水定位置，可以分多次采樣逐漸縮小范圍的方式。例如，以一組10個(gè)間隔10米的線陣采樣器同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，第一次采集確定漏點(diǎn)位置在第5個(gè)和第6個(gè)采樣器之間，則進(jìn)一步在該第5個(gè)和第6個(gè)采樣器間隔區(qū)域內(nèi)以間隔1米的線陣重新排列并采集數(shù)據(jù)分析確定漏水點(diǎn)在哪兩個(gè)采樣器之間，從而將漏水點(diǎn)的位置定位在1米的誤差范圍之內(nèi)。

進(jìn)一步的，在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，還可以將主機(jī)設(shè)置在自測(cè)模式，并通過(guò)第二噪音處理模塊及第二拾音器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。例如：在確定漏點(diǎn)位置后，將主機(jī)的工作模式切換到自測(cè)模式，以進(jìn)一步通過(guò)主機(jī)的第二噪音處理模塊及第二拾音器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及分析處理。

綜上，本實(shí)施例所公開(kāi)的管道測(cè)漏方法、裝置及系統(tǒng)，能通過(guò)多個(gè)采集器同一時(shí)間來(lái)采集地下管道的疑似泄漏噪聲，不僅測(cè)量速度快，同時(shí)保證了采集到的數(shù)據(jù)是同一時(shí)間的，進(jìn)而通過(guò)對(duì)比分析各采樣器的同步采樣數(shù)據(jù)，確定漏點(diǎn)位置，避免因管道內(nèi)的液體、氣體流速或者壓力變化導(dǎo)致誤判。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。