一种给水管道漏水检测方法及系统与流程

本发明涉及检测，更具体地说，本发明涉及一种给水管道漏水检测方法及系统。

背景技术：

1、我国是一个严重缺水的国度，全国有一半以上的城市都存在着严重的缺水情况，并且我国的水资源呈现地区分布不均的特点；为了解决这些现状就需要对我国的水资源进行合理地利用。

2、然我国水资源短缺，但输水管道的泄漏情况却十分严重。泄漏会使水量流失，引起水资源的浪费，带来经济上的损失，漏水还会引起次生灾害，例如管道爆裂、路面下陷，甚至会造成大面积水淹，破坏周围的生态环境。现有的漏水检测线包括绝缘骨架和以螺旋方式缠绕在绝缘骨架上的两根金属导电感应线。

3、但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如由于导电感应线是裸露在外，故导电感应线容易从绝缘骨架上脱落或直接连接而导致短路，产生安全隐患并且对数据造成误报，导致数据产生偏差。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种给水管道漏水检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明提供的技术方案：一种给水管道漏水检测系统，包括：

3、水管道区域划分模块：用于将管道按照等距离划分为n个监测子区域，并进行编号：1、2、3、……、n；

4、水管道区域采集模块：用于使用传感器采集各监测子区域内的数据，并将采集到的各监测子区域内的数据传输至水管道区域处理模块；

5、水管道数据处理模块：用于接收水管道区域采集模块中采集到的各监测子区域内的数据，将接收到的各监测子区域内的数据进行数据处理，并将处理后的数据传输至水管道数据计算模块；

6、水管道数据计算模块：用于接收处理后的数据，并将处理后的数据进行计算得出水管道稳定值，并将计算后的值传输至水管道泄漏位置定位模块；

7、水管道泄漏位置定位模块：用于根据水管道稳定值与预设的水管道稳定值阈值判别，进行水管道泄漏位置进行定位；

8、所述水管道区域划分模块与水管道区域采集模块相连接，所述水管道区域采集模块与水管道数据处理模块相连接，所述水管道数据处理模块与水管道数据计算模块相连接，所述水管道数据计算模块与水管道泄漏位置定位模块相连接。

9、进一步的，所述水管道区域划分模块中，以水管道第i个连接处到第i+1个连接处为1个监测子区域。

10、进一步的，所述水管道区域采集模块中，将流速传感器和压力传感器安装在每个监测子区域的水管道连接处，采集每个水管道连接口的流速数据以及压力数据，将采集到的水管道连接口流速数据与压力数据传输至水管道数据处理模块中进行数据处理。

11、进一步的，所述水管道数据处理模块中，将采集到的水管道连接口流速数据与压力数据进行异常值检查和缺失值补充的处理。

12、一种给水管道漏水检测方法，包括如下步骤：

13、步骤c1：将管道按照等距离划分为n个监测子区域，并进行编号：1、2、3、……、n；

14、步骤c2：使用传感器采集各监测子区域内的数据；

15、步骤c3：将采集到各监测子区域内的数据进行数据处理；

16、步骤c4：将处理后的数据进行计算得出水管道稳定值；

17、步骤c5：根据水管道稳定值与预设的水管道稳定值阈值判别，进行水管道泄漏位置进行定位。

18、进一步的，所述步骤c2中传感器包括流速传感器、压力传感器和声波传感器。

19、进一步的，所述步骤c3中数据处理的方法包括异常值处理和缺失值补充的处理；

20、异常值处理的方法具体为：

21、将采集到的数据数值进行从大到小排序，查询最大值是否大于数值的最大阈值，若最大值大于数值的最大阈值，则被判定为异常值；查询最小值是否小于最小数值的阈值，若最小值小于最小数值的阈值，则被判定为异常值；将被判定为异常值的数据进行剔除；

22、缺失值补充的处理方法具体为：

23、将剔除异常值的数据数值进行从大到小排序，将中位数作为标准值填入缺失数据的位置中。

24、进一步的，所述步骤c4中水管道稳定值的计算方法具体为：

25、其中，q表示为水管道稳定值，p表示为采集到的压力，ρ表示为水管道内液体的密度，v表示为经过水管道连接处的流速，g表示为重力加速度，h表示为水管道的直径。

26、进一步的，所述步骤c4中若计算出的水管道稳定值q等于预设的水管道稳定值阈值q0，则输出安全指令，继续监测；若计算出的水管道稳定值q不等于预设的水管道稳定值阈值q0，则输出泄漏指令，管道内有泄漏情况存在，将水管道稳定值传输至水管道泄漏位置定位模块进行计算得出泄漏点距离声波传感器的距离。

27、进一步的，所述泄漏点距离声波传感器的距离计算方法具体为：

28、将两个方向型压电型传感器探头垂直放置在漏水管道段的第i个水管道连接处和第i+1个水管道连接处，用来获取漏点的声音信号；其中，第i个水管道连接处记为x点，第i+1个水管道连接处记为y点；

29、漏水管道段为水管道稳定值q不等于预设的水管道稳定值阈值q0的水管道；

30、x(t)＝f(t)+ax(t)，其中，x(t)表示为在x点检测到的信号函数，f(t)表示为传感器在x位置提取到的漏水信号，ax(t)表示为声波传播过程中a点掺杂的噪声信号；

31、y(t)＝f(t+t0)+by(t)，其中，y(t)表示为在y点检测到的信号函数，f(t+t0)表示为传感器在y位置提取到的漏水信号，by(t)表示为声波传播过程中b点掺杂的噪声信号；

32、将x、y两点的信号函数x(t)和y(t)进行计算得到相关函数的计算方法具体为：

33、其中uxy(t0)表示为x(t)和y(t)的相关函数，t0表示为延迟时间，f(t)表示为传感器位置提取到的漏水信号，ax(t)表示为声波传播过程中a点掺杂的噪声信号，by(t)表示为声波传播过程中b点掺杂的噪声信号；

34、若水管道漏水信号与噪声信号彼此独立，噪声信号不相关，则x(t)和y(t)不相关函数的计算方法具体为：

35、其中，uxy0(t0)表示为x(t)和y(t)不相关函数，f(t)表示为传感器在x位置提取到的漏水信号，f(t+t0)表示为传感器在y位置提取到的漏水信号；

36、当互相关函数uxy(t0)达到最大值时，对应的t0值即为两个传感器探头x、y检测到同一漏水信号的时间差；

37、其中，sx表示为漏水点距离方向型压电型传感器探头x点的距离，s表示为x点到y点之间的距离，t0表示为延迟时间，v0表示为声音信号在水管道中的传播速度；

38、其中，sy表示为漏水点距离方向型压电型传感器探头y点的距离，s表示为x点到y点之间的距离，t0表示为延迟时间，v0表示为声音信号在水管道中的传播速度；

39、根据计算出的sx和sy定位水管道中泄露点的泄漏位置。

40、本发明的技术效果和优点：

41、本发明通过等距离划分监测子区域，并对各监测子区域内使用传感器采集数据，将采集到的数据经过处理后进行计算得到水管道稳定值，根据水管道稳定值与预设的水管道稳定值阈值判别，将水管道泄漏位置进行定位计算，根据计算后的泄漏点距离安装传感器位置的距离定位泄漏位置，排除了因导电感应线道路而造成的误报，提高了数据的准确性以及降低了安全隐患。