[发明专利]流体管道泄漏检测定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道泄漏定位技术，尤其涉及一种流体管道泄漏检测定位方法。

背景技术

在流体管道泄漏检测定位中，相关峰值定位法是最常采用的方法，相关峰值定位法的具体操作是：在被测管道上设置若干个采集点，每个采集点处都设置有声传感器或振动传感器，检测过程中，对相邻两个传感器的输出信号进行互相关处理，如果两个传感器的输出信号存在明显的相关峰值，表明这两个传感器所在采集点之间的管道上存在泄漏点，相关峰值所在位置就是泄漏点处声振动信号传播到两采集点位置处的时间延迟，然后结合两采集点之间的距离和泄漏点处的声振动在管道中的传播速度来确定泄漏点的位置。

相关定位法是一种基于延时估计的管道泄漏定位方法，从其处理过程中不难看出，该方法的实施是以声振动信号在管道中的传播速度已知为先决条件的，但是在工程实际中，由于受管道材质、尺寸、埋设条件、环境变化等因素的影响，导致不同管道中的声振动信号传播速度各不相同，甚至是同一管道上的不同区段，声振动信号的传播速度也存在差别，这无疑增加了问题的复杂性，现有技术为了简化这一问题，通常采用声速理论值或者估计值来代替实际声速，这就与实际声速相差较多，存在较大的原理误差，并且由误差所带来的定位准确性会随着管道长度的增加而大幅下降，导致相关定位法难以应用于大长度管道的监测。

针对前述问题，本领域技术人员也进行了研究，并提出了一些替代方案，如杨进等人提出的通过盲系统辨识方法来估计泄漏声信号在管道中传输的绝对时间，该方法可以在泄漏信号声速未知的情况下对流体管道进行泄漏定位，并且可以计算出管道的实际声速值，但是该方法算法复杂，运算量大，且要求采集的信号应具有较高的信噪比才能进行分析，其适用的检测距离相对较短(J.Yang,Y.Wen and P.Li,Leak location using blind system identification in water distribution pipelines,Journal of Sound and Vibration 310(2008)134-148.J.Yang,Y.Wen and P.Li,The genetic-algorithm-enhanced blind system identification for water distribution pipeline leak detection,Measurement Science and Technology 18(2007)2178-2184.)。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了1、一种流体管道泄漏检测定位方法，包括被测管道，其创新在于：所述被测管道上至少设置有两个传感装置，两个传感装置之间间隔一定距离，传感装置所在位置形成采集点，所述传感装置能够同时对两个方向上的管道声振动进行感应，这两个方向分别为管道轴向和管道径向；当两个采集点之间的被测管道上存在泄漏点时，根据如下方法对泄漏点进行定位：

设两个采集点分别为采集点1和采集点2，两个采集点之间的距离记为L，采集点1与泄漏点之间的距离记为l₁，采集点2与泄漏点之间的距离记为l₂，纵波信号在被测管道上的传播速度记为V_L，横波信号在被测管道上的传播速度记为V_T；所述传感装置的输出量中包含了径向声振动信号和轴向声振动信号，对应采集点1的径向声振动信号和轴向声振动信号的互相关函数在时延零点以外的峰值最大值的时延值记为τ₁，对应采集点2的径向声振动信号和轴向声振动信号的互相关函数在时延零点以外的峰值最大值的时延值记为τ₂，两个采集点的轴向声振动信号的互相关函数的峰值最大值的时延值记为τ_L12，两个采集点的径向声振动信号的互相关函数的峰值最大值的时延值记为τ_T12；L为已知；

当τ_L12≠0、τ_T12≠0和τ₁+τ₂≠0同时成立时，根据如下方法求解泄漏点位置：

用如下方程组对V_L、V_T、l₁和l₂进行求解：