[发明专利]一种渗漏预警系统及自适应频谱消噪方法

权利要求书

1.一种渗漏预警系统，其特征在于，包括：

1)供电单元，为设备提供电力保障；

2)采集单元，用于拾取管道微弱的渗漏噪声样本；

3)高增益放大单元，用于对采集到的微弱管道噪声高增益放大，并送至处理器内置ADC进行数据采集；

4)处理器单元：负责数据处理分析及预警输出；该单元包括如下几个子单元：

a)ADC子单元：对噪声信息采样转换，获取离散采样数据；

b)FFT变换子单元：对采集噪声样本进行FFT变换，获得噪声频域信息，并计算幅度谱；

c)自适应消噪子单元：定义一次完整采集过程，即采集间隔+采集时长，为一个采集周期，将连续m个采集周期定义为一个消噪周期，为每个频点定义一个学习变量，学习变量用于指明当前频点调整系数的位置,对每次采集数据执行FFT变换，并获得输入幅度谱，定义学习幅度谱，在每个采集周期对输入幅度谱与学习幅度谱逐个频点进行比较，以保留相对稳定的渗漏噪声信息；包括：

比较单元，用于对输入幅度谱和学习幅度谱比较，获得频谱变化状态；

学习单元，用于对所述学习变量进行学习，跟踪频谱变化状态；

调整单元，用于对所述学习幅度谱进行调整，获取消噪后幅度谱；

d)频谱相关分析子单元：消噪后数据通过频谱相关分析算法进行频谱相关运算，获得噪声相关系数值；包括：

接收单元，用于接收所述的幅度谱；

运算单元：用于对接收到的幅度谱和前一消噪周期幅度谱进行相关运算，获得相关系数值；

存储单元：用于存储接收到的幅度谱；

e)预警分析子单元：对相关结果进行综合统计分析，确认渗漏是否发生；包括：

接收单元，用于接收相关度值；

统计单元：用于对接收到的相关度值进行统计分析；

判断单元：用于根据统计结果判断渗漏是否发生；

5)GPRS传输单元：当告警发生时，传输告警信息到服务器或指定手机。

2.一种新型渗漏预警系统的自适应频谱消噪方法，该系统包括：供电单元、采集单元、高增益放大单元、处理器单元和GPRS传输单元；所述处理器单元包括：对噪声信息采样转换，获取离散采样数据的ADC子单元；对采集噪声样本进行FFT变换，获得噪声频域信息，并计算幅度谱的FFT变换子单元；在频域通过自适应频谱消噪法消除环境噪声影响，保留相对稳定的渗漏噪声信息的自适应消噪子单元；消噪后数据通过频谱相关分析算法进行频谱相关运算，获得噪声相关系数值的频谱相关分析子单元；对相关结果进行综合统计分析，确认渗漏是否发生的预警分析子单元；其中自适应消噪骤如下：

定义连续两次采集间隔为TS；定义单次采集时长为TL；定义一次完整采集过程，即采集间隔+采集时长，为一个采集周期TP，则TP＝TS+TL；

将连续m个采集周期定义为一个消噪周期TF；定义调整系数数组G[n]，其中n＝2*m+1，令G[n]＝{-1/2，-1/4，.....-1/2m,0，1/2m,.....1/4，1/2}；

为每个频点定义一个学习变量g，且0≤g<n，学习变量g用于指明当前频点调整系数的位置,对应于G[n]数组的下标，且学习变量g初始化为m；

对每次采集数据执行FFT变换，并获得输入幅度谱为Vi；定义学习幅度谱Vb；在每个采集周期对输入幅度谱Vi与学习幅度谱Vb逐个频点进行比较，并按如下方式进行调整:

首先逐频点调整学习变量:

然后，逐频点调整学习幅度谱:Vb(n)＝Vb(n)*(1+G[g(n)])。