一种地下管道探伤方法及系统与流程

本发明涉及地下管道运输行业，具体涉及一种地下管道探伤方法及系统。

背景技术：

1、地下管道是城市基础设施的重要组成部分，承担着输送能源、传输物质和传递信息的重要职责，因此被誉为城市的"生命线"。地下管道探伤是一项非常重要的任务，旨在在不进行大面积开挖的情况下，确定地下管道是否存在泄漏。

2、目前，地下管道探伤技术主要包括人工巡检、无损检测和传感监测三种方式。人工巡检是指通过人工方式对地下管道的表面进行观察检查，但是，人工巡检需要耗费大量人力和时间，覆盖面积较小，对于一些深埋、复杂、不易观察的管道损伤难以发现。此外，人工巡检也容易出现漏检、误判等情况，其准确性和可靠性有限。无损检测是指利用各种物理、化学等非侵入性的技术手段，对地下管道进行全面、精细、高效的检测，但是其需要专业设备和专业人员进行操作，成本较高，难以长时间连续工作。传感监测是指通过对地下管道安装多个传感器，实时监测管道内部的压力、温度、湿度等参数，以及管道表面的损伤情况等，从而实现对地下管道的实时监控和预警。

3、国内外现有的且属于第三种探测方式的技术一般采用人工先将传感器连接电脑，进行时间校准，设定数据采集的时间，然后由两位工人分别将传感器放置在管线的两端，待数据采集完毕后，将传感器收回，再次连接电脑，将采集到的数据导出到电脑，最后用电脑上的上位机软件进行计算，最终得到此次管道探伤的结果。

4、虽然现有技术能够探测到地下管道的泄漏情况，但是人力投入较大，计算时间较长，不能快速得到计算结果，对于紧急情况不能及时有效地得到处理方案，所以依旧不是最优方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种地下管道探伤方法及系统，以解决相关技术中地下管道探伤数据采集人力投入大且步骤繁琐，导致无法快速判断地下管道是否存在泄漏的问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、根据本发明的第一方面，提供了一种地下管道探伤系统，包括：

4、分别吸附在待检测管道两端外侧管壁上的第一传感器和第二传感器；

5、无线信号接收器，与所述第一传感器和第二传感器无线连接；

6、上位机，与所述无线信号接收器串口通信连接，用于通过所述无线信号接收器广播数据采集指令，以使管道两端的第一传感器和第二传感器接收到广播信号之后开始采集管道内部流体摩擦管壁产生的噪声数据，并通过无线通信的方式发送噪声数据到所述无线信号接收器；

7、所述上位机，还用于接收所述无线信号接收器发回的噪声数据，并根据所述噪声数据，判断地下管道是否存在泄露。

8、根据本发明的第二方面，提供了一种地下管道探伤方法，包括：

9、上位机通过无线信号接收器广播数据采集指令；

10、管道两端的第一传感器和第二传感器接收到广播信号之后开始采集管道内部流体摩擦管壁产生的噪声数据，并通过无线通信的方式发送噪声数据到所述无线信号接收器；

11、上位机接收所述无线信号接收器发回的噪声数据，并根据所述噪声数据，判断地下管道是否存在泄露。

12、优选地，所述上位机接收所述无线信号接收器发回的噪声数据，并根据所述噪声数据，判断地下管道是否存在泄露，包括：

13、对所述噪声数据进行组帧计算，得到当前帧噪声的噪声值；

14、对所述噪声数据进行高斯函数处理，得到噪声频域数据；

15、对所述噪声频域数据进行渲染，得到噪声实时波谱图；

16、根据所述噪声实时波谱图和噪声值，判断地下管道是否存在泄露。

17、优选地，所述对所述噪声数据进行高斯函数处理，得到噪声频域数据，具体为：

18、根据音频融合技术，将第一传感器和第二传感器发送过来的噪声数据整合为一帧立体声数据，将整合之后的数据用如下公式(1)所示的一维高斯函数处理得到整帧立体声音频数据的频域数据f(x)：

19、其中，e是欧拉数，取2.7，x是音频采样值，σ是音频采样值的高斯分布的标准差σ。

20、优选地，所述对所述噪声数据进行组帧计算，得到当前帧噪声的噪声值，具体为：

21、第一传感器和第二传感器发送过来的噪声数据各为一个字节数组，分别将这两个字节数组按顺序，以数组元素绝对值累加分别得到当前帧噪声的噪声值vnoise，具体如下公式(2)所示：

22、其中arrayi表示噪声数组中的第i个噪声值。

23、优选地，所述上位机接收所述无线信号接收器发回的噪声数据之后，还包括：

24、上位机软件每接收到第一传感器和第二传感器发送的两帧数据都需要对这两帧数据的时间戳进行校验，如果不满足时间戳校验，则需要通过无线信号接收器重新广播数据采集指令。

25、本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

26、通过采用无线通信技术，分别吸附在待检测管道两端外侧管壁上的第一传感器和第二传感器接收到上位机的广播信号之后开始采集管道内部流体摩擦管壁产生的噪声数据，并通过无线通信的方式发送噪声数据到无线信号接收器，无线信号接收器再发回给上位机，无须多人合作在管道的两端分别放置、回收传感器，仅一人即可完成，节省了人力和维护成本，简化了操作步骤。其次，在探测之前无须设置数据采集时间，也无须对传感器进行时间校准处理，开箱即用，方便快捷，提升了用户体验。

27、另外，实践证明，本发明从数据采集到计算总耗时一般在20秒左右，能极大的提升工作效率。

技术特征：

1.一种地下管道探伤系统，其特征在于，包括：分别吸附在待检测管道两端外侧管壁上的第一传感器和第二传感器，无线信号接收器和上位机，无线信号接收器，与所述第一传感器和第二传感器无线连接；上位机，与所述无线信号接收器串口通信连接，其中：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上位机根据所述噪声数据，判断地下管道是否存在泄露，包括：

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述上位机对所述噪声数据进行组帧计算，得到当前帧噪声的噪声值，包括：

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述上位机对所述噪声数据进行高斯函数处理，得到噪声频域数据，包括：

5.一种地下管道探伤方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述上位机根据所述噪声数据，判断地下管道是否存在泄露，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述噪声数据进行高斯函数处理，得到噪声频域数据，具体为：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述噪声数据进行组帧计算，得到当前帧噪声的噪声值，具体为：

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述噪声实时波谱图和噪声值，判断地下管道是否存在泄露，包括：

10.根据权利要求6～9任一项所述的方法，其特征在于，所述上位机接收所述无线信号接收器发回的噪声数据之后，还包括：

技术总结本发明提供了一种地下管道探伤方法及系统，该方法通过采用无线通信技术，分别吸附在待检测管道两端外侧管壁上的第一传感器和第二传感器接收到上位机的广播信号之后开始采集管道内部流体摩擦管壁产生的噪声数据，并通过无线通信的方式发送噪声数据到无线信号接收器，无线信号接收器再发回给上位机，无须多人合作在管道的两端分别放置、回收传感器，仅一人即可完成，节省了人力和维护成本，简化了操作步骤。其次，在探测之前无须设置数据采集时间，也无须对传感器进行时间校准处理，开箱即用，方便快捷，提升了用户体验。技术研发人员：彭先洪,张广迪,刘伟,张硕,谭越,王鹏受保护的技术使用者：北京无线电计量测试研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/9