[发明专利]基于次声波和参考点的供热管道泄漏检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于次声波和参考点的供热管道泄漏检测系统的检测方法，其特征在于：

所述系统包括中心控制系统（101）、上游声波监测装置（102）、下游声波监测装置（103）和声源装置（104），其中上游声波监测装置（102）和下游声波监测装置（103）之间的距离固定；声源装置（104）位于上下游声波监测装置之间的管道上，且声源装置（104）与上游声波监测装置（102）的距离固定；上游声波监测装置（102）、下游声波监测装置（103）和声源装置（104）均通过有线网络或无线网络的方式与中心控制系统（101）相连，进行双向数据通信；

包括以下步骤：

101～系统对时（401）：所述的中心控制系统（101）、上游声波监测装置（102）、上游声波监测装置（103）和声源装置（104）以利用GPS授时单元进行时钟同步；

102～发出频率为f_SY的声波（402）：中心控制系统（101）通过网络向声源装置（104）发出指令，控制其发出频率为f_SY的声波信号，该指令同时发送到所述的上游声波监测装置（102）和下游声波监测装置（103）；

103～监测频率为f_SY的声波（403）：上游声波监测装置（102）和下游声波监测装置（103）监测声源装置（104）发出的频率为f_SY的声波信号；

104～发送检测到的频率f_SY声波信号的时间信息（404）：上游声波监测装置（102）和下游声波监测装置（103）将检测到频率为f_SY的声波信号的时间发送给中心控制系统（101）；

105～计算声波传播速度（405）：中心控制系统（101）根据上游声波监测装置（102）和下游声波监测装置（103）检测到频率为f_SY声波信号的时间和声源装置（104）发出频率为f_SY声波信号的时间计算声波传播速度；

106～监测管道次声波并计算漏点位置（406）：上游声波监测装置（102）和下游声波监测装置（103）监测管道内发出的次声波，并将检测到的次声波信号的时间发送给中心控制系统（101），中心控制系统（101）计算漏点位置；

步骤106中，计算漏点位置（406）采用以下方法计算：

定义声源装置（104）与上游声波监测装置（102）的距离为L_SY，上游声波监测装置（102）与下游声波监测装置（103）的距离为L，声源装置（104）将在时间t_SY发出频率为f_SY的声波信号，上游声波监测装置（102）检测到频率为f_SY的声波信号的时间为t_A，下游声波监测装置（103）检测到频率为f_SY的声波信号的时间为t_B，

当声源装置发出一个声波信号后，考虑管道内流体对声波传输的影响，可以计算出：

            （1）

                      （2）

其中，v_w为流体流速，v为声波速度；

其中，时间和距离为已知信息，因此相对的传输速度v-v_w和v+v_w可以计算得出，

用以下公式对管道泄漏点位置进行计算：

  （3）

其中，x为泄漏点距离上游传感器的距离，为声波到达上下游传感器的时间差，

以声源装置（104）为泄漏点，则有，利用上述公式（3）反推出此时此种状态下的声波速度为：

  （4）

在确定精确的声波速度之后，即可通过公式（3）对不同的泄漏位置进行判定。