[发明专利]一种管道输水系统多点微小泄漏检测装置及方法

权利要求书

1.一种管道输水系统多点微小泄漏检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据管道承压能力，在被检测管网系统的管道末端安装瞬变激励信号产生设备，在管道末端靠近端瞬变激励信号产生设备处安装单点压力传感单元，监测管道上游已知压力位置与瞬变激励信号产生设备之间的微小泄漏点；

步骤2、启用瞬变激励信号产生设备，产生短时激励信号，单点压力传感单元同步采集瞬变压力信号；

步骤3、分析瞬变压力信号，对信号的首相压力波的压力突变点对应的时刻和降低幅值进行解析；

步骤4、根据首相压力波的压力突变点的个数，辨识泄漏点个数；依据每个压力突变点对应的时刻和降低幅值计算每个泄漏点位置和泄漏参数；

所述瞬变激励信号产生设备为低强度瞬变流激发器；

所述低强度瞬变流激发器包括：

蓄能器空气罐，用于储存压缩空气和水体；

磁致伸缩式液位计，设置在所述蓄能器空气罐上，用于实时测量所述蓄能器空气罐内水位降落幅度和速度；

压力表，设置在所述蓄能器空气罐顶部，用于实时测量所述蓄能器空气罐空气的压力值；

出水管，一端与所述蓄能器空气罐底部连接，另一端通过一个控制球阀与管网系统末端管道连接，通过快速开或关所述控制球阀为管网系统提供较高压的水体，并产生低强度瞬变流。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个泄漏点位置确定公式为：t_x-t₀＝2x/a；

其中，t₀为瞬变产生的时刻；t_x为压力波经泄漏点反射回激励位置的时间；x为是各泄漏点到下游激励位置的距离；a为水击波速。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，泄漏参数的确定公式为：

其中，H₁–H₀为第一个升压波压力波峰与初始恒定压力的差值，H₀为初始时刻该点的压力值；H₁–H₂为第一个压力突变点的下降幅值；H₂–H₃为第二个压力突变点的下降幅值；H₃–H₄为第三个压力突变点的下降幅值；H_n–H_n+1为第n个压力突变点的下降幅值；(C_dA_g)₁为第一个泄漏孔的大小；(C_dA_g)₂为第二个泄漏孔的大小；(C_dA_g)₃为第三个泄漏孔的大小；(C_dA_g)_n为第n个泄漏孔的大小；

a为水击波速，g为重力加速度；A为管道过流面积。

4.一种管道输水系统多点微小泄漏检测装置，其特征在于，包括：

瞬变激励信号产生设备，安装在被检测管网系统管道末端，用于产生短时激励信号；

单点压力传感单元，设置在管道末端靠近端瞬变激励信号产生设备处，同步实时采集瞬变压力信号；

数据分析计算单元，接收所述单点压力传感单元同步实时采集瞬变压力信号；分析瞬变压力信号，解析瞬变压力信号的首相压力波的压力突变点对应的时刻和降低幅值，并根据首相压力波的压力突变点的个数，辨识泄漏点个数，依据每个压力突变点对应的时刻和降低幅值计算每个泄漏点位置和泄漏参数；

所述瞬变激励信号产生设备为低强度瞬变流激发器；

所述单点压力传感单元采用高精度压阻式压力传感器；

所述低强度瞬变流激发器包括：

蓄能器空气罐，用于储存压缩空气和水体；

磁致伸缩式液位计，设置在所述蓄能器空气罐上，用于实时测量所述蓄能器空气罐内水位降落幅度和速度；

压力表，设置在所述蓄能器空气罐顶部，用于实时测量所述蓄能器空气罐空气的压力值；

出水管，一端与所述蓄能器空气罐底部连接，另一端通过一个控制球阀与管网系统末端管道连接，通过快速开或关所述控制球阀为管网系统提供较高压的水体，并产生低强度瞬变流。