[发明专利]一种地下管线泄漏监测与定位方法与装置

权利要求书

1.一种地下管线泄漏监测与定位方法，其特征在于，包含：

对地下管线中的各监测点采集声波压信号；

采用功率谱密度比较法，计算各监测点的功率谱密度比值为所述声波压的功率谱密度的最大值与平均值之比，并进行泄漏判断，得到各监测点的泄漏情况为：确定泄漏、疑似泄漏、未泄漏；

将所述确定泄漏、疑似泄漏的监测点合并为泄漏计算点，任选两个位置相邻的监测点作为第一、第二泄漏计算点；

根据所述第一、第二泄漏计算点的声波压信号，采用互相关方法计算时间差，得到泄漏点位置；

从所述监测点中任选一个与所述第一泄漏计算点或第二泄漏计算点位置相邻的监测点作为辅助定位点，采用多点补偿法对所述第一、第二泄漏计算点的信号进行差分，得到第一、第二泄漏计算点的差分信号，分别为：

x₀(t)＝x(t)-z(t-t_x)

y₀(t)＝y(t)-z(t-t_y)

t_x＝(a+b)/v

t_y＝b/v

其中，x(t)、y(t)、z(t)分别为所述第一泄漏计算点、第二泄漏计算点、辅助定位点的声波压信号，x₀(t)、y₀(t)分别为所述第一、第二泄漏计算点的差分信号，a为所述第二泄漏计算点与所述第一泄漏计算点之间的距离，b为所述辅助定位点与所述第二泄漏计算点之间的距离，v为声音在地下管线中的传播速度，t_x为声音在所述第一泄漏计算点与所述辅助定位点之间的传播时间，t_y为声音在所述第二泄漏计算点与所述辅助定位点之间的传播时间；

采用互相关方法对所述第一、第二泄漏计算点的差分信号计算时间差，得到泄漏点位置修正值。

2.如权利要求1所述的地下管线泄漏监测与定位方法，其特征在于，在所述根据所述第一、第二泄漏计算点的声波压信号，采用互相关方法计算时间差，得到泄漏点位置的步骤之前，所述方法还包含：

采用能量谱密度分析法确定所述第一、第二泄漏计算点的声波压信号的滤波频率范围，并对所述第一、第二泄漏计算点的声波压信号进行频域滤波。

3.如权利要求1所述的地下管线泄漏监测与定位方法，其特征在于，所述采用功率谱密度比较法，计算各监测点的功率谱密度比值为所述声波压的功率谱密度的最大值与平均值之比，并进行泄漏判断，得到各监测点的泄漏情况为：确定泄漏、疑似泄漏、未泄漏的步骤进一步包含：

对所述各监测点的声波压信号进行傅里叶变换，得到各监测点的功率谱密度为：

其中，F(ω)为所述功率谱密度，P(t)为所述声波压信号的功率，S(t)为所述声波压信号；

根据所述各监测点的功率谱密度，得到各监测点的功率谱密度比值为：

其中，Q为所述功率谱密度比值，F(ω)为所述功率谱密度，MAX(F(ω))为所述功率谱密度的最大值，AVG(F(ω))为所述功率谱密度的平均值；

根据所述功率谱密度比值，对各监测点进行泄漏判断，当所述功率谱密度比值大于10时，判断监测点泄漏情况为确定泄漏；当所述功率谱密度比值不大于10且大于等于5时，判断监测点泄漏情况为疑似泄漏；当所述功率谱密度比值小于5时，判断监测点泄漏情况为未泄漏。