[发明专利]一种管道泄漏的检测设备及其检测方法

权利要求书

1.一种管道泄漏的检测设备，包括声音收集体和外接主机，声音收集体上设置有防水USB插口，其特征在于：所述声音收集体内设置有声波传感器(1)、第一储存器(2)和蓄电池(3)，声波传感器(1)连接至第一储存器(2)，第一储存器(2)和蓄电池(3)分别连接至防水USB插口，声音收集体的外壳包括内侧的金属壳体(4)和外侧的发泡塑料层(5)，金属壳体(4)内设置有中空隔层(6)，发泡塑料层(5)上设置有若干个通孔(7)，通孔(7)与中空隔层(6)相通，金属壳体(4)呈梭形，声波传感器(1)通过支架(8)固定在金属壳体(4)的中轴线上，第一储存器(2)和蓄电池(3)分别固定在金属壳体(4)内侧的顶部和底部；所述外接主机包括处理器(9)，处理器(9)分别连接有显示器(10)和第二储存器(11)。

2.一种使用权利要求1所述检测设备的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

A、将声音收集体放入待测管路中，使声音收集体随着管道内的流体流动，当声音收集体经过待测管路后，将其取出，使用USB连接器将声音收集体与外接主机连接，连接主机读取第一储存器(2)内记录的声音数据；

B、使用的曲线作为基础声波强度的拟合曲线，其中x为时间变量，将若干个基础声波强度曲线赋予不同时间变量，然后进行叠加求和，求和的结果为测量到的混合声波强度，使用若干个测量值进行拟合计算，得出基础声波强度曲线；

C、使用基础声波强度曲线对测量到的声波进行过滤筛选，将符合基础声波强度曲线的声波作为有效数据，将高于或低于基础声波强度曲线维数的声波作为无效数据；

D、将所有数据按照频率范围的不同分成若干个区间，选出有效数据的强度在每个数据区间中的最大值和最小值，然后使用无效数据每个频率区间中的数据单元与相同区间中有效数据的最大值和最小值进行比较，若无效数据中的数据单元位于有效数据的最大值和最小值之间，则将这一无效数据中这一区间的数据单元标记为有效数据单元，否则，继续标记为无效数据单元；

E、计算每个有效数据各区间强度的平均值，然后将无效数据中标记为有效数据单元的数据代替相应区间的强度的平均值，其它区间仍然使用本区间的平均值，形成一个新的有效数据单元，将所有新得到的有效数据单元使用调整因数进行加权处理后，融合入原有的有效数据单元中；

F、将步骤D中仍然标记为无效的数据单元按照区间的相关性进行重新排序，然后对各个区间进行权重排序，按照区间权重值由低到高的顺序依次选取各个区间的无效数据单元作为目标值对其相邻的无效数据单元进行线性拟合，拟合出的各个区间的数据组成的曲线作为新的基础声波强度曲线对采集的声音数据重新进行过滤筛选；

G、对步骤F中重新过滤筛选的声波信号进行扫描，标记出声波强度曲线的波谷位置，在波谷位置对高频段声波信号和低频段声波信号进行独立的分析，若低频段声波信号的下降幅度大于高频段声波信号下降幅度的2倍，则判断此处为泄漏点。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：步骤E中，将融合后形成的新的有效数据再次进行步骤C中的筛选过程，如果符合步骤C中的标准，则无需追加处理，如果不符合步骤C中的标准，则对调整因数进行调整，直至新的有效数据符合步骤C的标准。

4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于：对调整因数进行调整的步骤为，

选取调整因数的1‰作为迭代步长，任意选取正向或负向迭代，通过迭代前后的结果变化率和迭代结果与目标结果差值的绝对值的计算，确定下一次迭代变化量，其关系为，

q＝(D·L₁)/(k·L₂)

其中，k为迭代前后的结果变化率，D为迭代结果与目标结果差值的绝对值，L₁为上一次迭代前数据所处位置的斜率，L₂为上一次迭代后数据所处位置的斜率，q为下一次迭代变化量。

5.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：步骤G中，当位于波谷纵向深度一半的位置的横向宽度大于500ms时，定义此波谷为有效波谷，其余为无效波谷，仅对有效波谷的高频段声波信号和低频段声波信号进行独立的分析，若低频段声波信号的下降幅度大于高频段声波信号下降幅度的2倍，则判断此处为泄漏点。