[实用新型]基于相关检测的地下水管检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检测系统，尤其是一种基于相关检测的地下水管被冰块堵塞检测系统。

背景技术

目前，在农村等经济欠发达的地区，尤其是在山区，饮用水一般采用山里的地下水，但是在冬天，气温在零下时，水管经常被冰块冻住，影响居民用水，而且水管埋藏于地下，不易检测到结冰位置，只能等冰块自动溶解。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供的基于相关检测的地下水管被冰块堵塞检测系统能够检测到被冰块堵塞的位置，便于居民管理，解决用水问题。

基于相关检测的地下水管被冰块堵塞检测系统包括声波传感器、前置放大电路模块、带通滤波器、电压放大模块、数据采集模块、微处理器、通信模块、服务器和报警模块，声波传感器、前置放大电路模块、带通滤波器、电压放大模块、数据采集模块、微处理器和通信模块依次连接，服务器连接报警模块，通信模块和服务器无线连接。

作为本实用新型的优选方案，报警模块包括短信报警单元。

作为本实用新型的优选方案，所述声波传感器为压电式声波传感器。

作为本实用新型的优选方案，所述通信模块包括GPRS单元，所述GPRS单元的天线置于高处。

本实用新型的有益效果是：能够检测到地下水管被冰块堵塞的位置，便于人工管理,更加智能化，节省人工成本。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的工作原理图。

图2为本实用新型具体实施方式相关检测原理图。

具体实施方式

一种基于相关检测的地下水管被冰块堵塞检测系统包括声波传感器、前置放大电路模块、带通滤波器、电压放大模块、数据采集模块、微处理器、通信模块、服务器和报警模块，声波传感器、前置放大电路模块、带通滤波器、电压放大模块、数据采集模块、微处理器和通信模块依次连接，服务器连接报警模块，通信模块和服务器无线连接。

压电式声波传感器将结冰处水与管壁摩擦产生的微弱摩擦声信号转换成电信号，通过电缆送到与传感器阻抗相匹配的的前置放大，通过带通滤波器进行预处理，以减少噪声的干扰。该信号经过电压的放大，经数据采集模块进行采样和量化，然后在微处理器中进行预处理。然后通过通信模块将信息发送给服务器，服务器将信息通过短信方式通知用户。

相关检测原理如图2，设管道某处（o点）结冰，O点处的结冰引起向结冰处两侧管壁中传播的声信号s(t)，在结冰处两侧传感器A、B接触管道露出部位，在A、B两处观测到的声信号分别为

x(t)=s(t)+n₁(t)

y(t)=as(t-△t)+n₂(t)

上式中，n₁(t)、n₂(t)均为噪声，设信号与噪声统计独立；△t为两个不同接受点之间产生的时间差。

通过互相关函数为

当时，相关函数呈现最大值。

在图2中，设两个传感器到结冰的距离分别为和，两传感器之间的距离为。到达传感器A、B两点时间为

则两者时间差为

又，

由于管道埋在地下，已知和v，则

式中，为两传感器之间的距离，v为声音的传播距离；为相关检测时间差，为结冰点到传感器B的距离。通过在地面上标记传感器的位置，已知传感器B的位置，可得知结冰位置。