專利名稱：漏水檢測儀及檢測系統、及檢測方法
技術領域：
本發明涉及檢測技術，特別是涉及一種供水管道或供水管網的漏水檢測而以及具有該檢測儀的檢測系統及檢測方法。
背景技術：
水資源關系著城市各行各業、千家萬戶，由于水資源不可替代，人們想盡辦法進行節水、省水。城市供水一直是城市經濟發展和人民生活的重要基礎設施，具有極重要的地位，對城市發展具有全局性和先導性的影響。在保證供水安全可靠的前提下，解決供水管道或供水管網漏損嚴重的問題成為長期困擾世界供水行業的一大難題。目前我國多數城市采用被動檢漏法或以此法為主。檢漏手段也基本上還是人工方法，由有經驗的工人借助簡單的聽漏儀(聲音放大器)沿管線路面逐米聽測地下因泄漏引起的聲響。這種原始的人工聽漏方法可靠性低，抗干擾性差，通常需在深夜工作，需要耗費大量人力，聽漏經驗的積累需數年的實踐經驗且難以訓練和傳教。基于此，為提高檢漏技術，根據已有的經驗逐步建立了一些檢測方法。現有的管道檢測方法一般分外部和內部檢測兩種。內部檢測法采用基于磁通、超聲、渦流、錄像等技術的管內投球，檢測較準確但體積龐大只適于大口徑管道，基于內部檢測法的儀器一般設計成清管器型，這種結構易發生堵塞，而造成整個供述管道或供水網絡停運嚴重事故，且耗費較大，不適于供水管道網檢測。外部檢測法如沿管巡視、流量差法、壓力差法和負壓波法等費用較低，但精度也較低。
發明內容
基于此，有必要提供一種能準確檢測漏水的漏水檢測儀。同時，提供一種能準確檢測漏水的漏水檢測系統。同時，提供一種能準確檢測漏水的漏水檢測方法。一種漏水檢測儀，包括
采集裝置采集聲音信號進行預處理；
處理裝置對聲音信號進行傅里葉變換，進行頻率分析與計算，提取聲音信號的特征， 對聲音信號的功率譜進行估計，功率譜估計分析信號的主要頻率成分，根據功率譜圖的峰值及帶寬判斷是否有泄漏產生。在優選的實施例中，若處理裝置判斷有泄漏產生則執行漏點定位步驟分析時延信息，根據兩個傳感器傳輸的聲音數據信號計算泄漏點位置 f _ (P-T0 ^
權利要求
1.一種漏水檢測儀，其特征在于，包括采集裝置采集聲音信號進行預處理；處理裝置對聲音信號進行傅里葉變換，進行頻率分析與計算，提取聲音信號的特征， 對聲音信號進行功率譜估計，功率譜估計分析信號的頻率成分，根據功率譜的峰值及帶寬判斷是否有泄漏產生。
2.根據權利要求I所述的漏水檢測儀，其特征在于，若處理裝置判斷有泄漏產生則執行漏點定位步驟分析時延信息，根據兩個傳感器傳輸的聲音數據信號計算泄漏點位置 其中L為漏水點到其中一個傳感器的距離，D為兩個傳感器之間的距離，τ力延時時間或位移，V為聲音信號在該管道中的傳播速度；所述功率譜估計包括如下過程估計隨機信號的分析頻率范圍，過濾信號中分析頻率范圍外的高頻成分，取最高分析頻率的3-4倍確定隨機信號的采樣頻率；根據所需的頻率分辨率帶寬，確定快速傅里葉變換的數據長度 Ifit = /}/V/,其中為采樣頻率，將隨機信號以快速傅里葉變換的數據長度為單元分段，分段后的聲音信號所形成的數據段之間部分重疊，消除每個數據段的趨勢項，選取窗函數對每個數據段進行加窗處理，利用快速傅里葉變換算法對數據段作離散傅里葉變換，取每一個數據段變換結果幅值的平方，并除以快速傅里葉變換的數據長度Iffr作為功率譜函數的一次估計，將每次功率譜函數估計的對應數據累加起來并除以累計次數，得到功率譜函數的估計。
3.根據權利要求2所述的漏水檢測儀，其特征在于，每一段數據段的功率譜密度函數估計為 其中式中
4.根據權利要求2所述的漏水檢測儀，其特征在于，所述處理裝置分析時延信息的過程采集裝置檢測的相對兩個或兩部分信號進行相關性分析，找出相對的兩個或兩部分信號之間的相關函數關系，根據相關性進行檢測和提取，根據相關函數進行統計計算，找出相關函數出現極值所對應的延時量；所述采集裝置包括第一采集裝置、第二采集裝置，所述第一、第二采集裝置分別設置在漏水點的相對兩端或單元管道的兩端，設第一、第二采集裝置檢測到的聲音信號樣本函數分別為A (t)、B(t)，表示如下
5.一種漏水檢測系統，其特征在于，包括漏水檢測儀及與所述漏水檢測儀通信連接的監控終端，所述漏水檢測儀包括采集裝置采集聲音信號并進行預處理；處理裝置對預處理后的聲音信號進行傅里葉變換，并進行頻率分析與計算，提取聲音信號的特征，對聲音信號的功率譜進行估計，功率譜估計分析信號的主要頻率成分，根據功率譜圖的峰值及帶寬判斷是否有泄漏產生。
6.根據權利要求5所述的漏水檢測系統，其特征在于，所述漏水檢測儀作為網絡節點與監控終端組成監控網絡，所說采集裝置包括在管道的預定位置放置檢測聲音信號的傳感器，所述處理裝置包括與所述傳感器通信連接的變送器；所述變送器包括主、從機，所述從機將接收到的采集裝置采集的聲音信號傳輸給所述主機，并通過主機傳輸給監控終端；所述主機與從機之間及所述主機與監控終端之間無線傳輸通信。
7.根據權利要求5所述的漏水檢測系統，其特征在于，所述采集裝置包括第一采集裝置、第二采集裝置，若所述處理裝置判斷有泄漏產生則執行漏點定位過程分析時延信息，根據兩個采集裝置傳輸的聲音數據信號計算泄漏點位置
8.一種漏水檢測方法，其特征在于，包括如下步驟信號采集采集聲音信號并進行預處理，功率譜估計對預處理后的聲音信號進行傅里葉變換，并進行頻率分析與計算，對聲音信號進行功率譜估計，分析信號的頻率成分，根據功率譜的峰值及帶寬判斷是否有泄漏產生；若判斷有泄漏產生還包括漏點定位步驟分析時延信息，定位漏點位置，根據兩個不同位置的聲音數據信號計算泄漏點位置
9.根據權利要求8所述的漏水檢測方法，其特征在于，功率譜估計包括如下步驟估計隨機信號的分析頻率范圍，過濾信號中分析頻率范圍外的高頻成分，取最高分析頻率的3-4 倍確定隨機信號的采樣頻率；根據所需的頻率分辨率帶寬，確定快速傅里葉變換的數據長度
10.根據權利要求8所述的漏水檢測方法，其特征在于，所述漏點定位步驟前還包括如下步驟提示是否需要測速，若接收到需要測速信息則進入到速度測試程序測試聲音信號在管道中的傳播速度，測速完成進行數據處理，進入漏點定位步驟；否則若接收到不需要測速信息則進行數據處理，進入到漏點定位步驟；所述漏點定位步驟前還包括提示輸入管道參數的步驟，當接收到管道的參數信息則調用內部存儲的相應管道的管道速率。
全文摘要
一種漏水檢測儀、檢測系統及檢測方法，包括采集裝置采集聲音信號進行預處理；處理裝置對聲音信號進行傅里葉變換，進行頻率分析與計算，提取聲音信號的特征，對聲音信號進行功率譜估計，功率譜估計分析信號的頻率成分，根據功率譜的峰值及帶寬判斷是否有泄漏產生；上述的漏水檢測儀、檢測系統簡單且檢測精確，通過快速傅里葉函數變換和功率譜分析，用模式識別方法識別出漏水故障，使維護人員能盡快排除故障，更換水管，避免浪費，保證了供水質量，減少了經濟損失；避免因供水漏水檢測困難所造成的浪費問題，檢測方法精確便于控制。
文檔編號F17D5/06GK102606891SQ20121010448
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者梁斌, 肖國強 申請人:廣州東芝白云自動化系統有限公司