[发明专利]一种可控瞬变流泄漏检测系统的设计方法

说明书

本发明涉及一种可控瞬变流泄漏检测系统的设计方法，包括：待检测管道的沿程阻力系数的计算；连接管道的沿程阻力系数的计算；收集待检测管道数据；确定检测时的可控瞬变流的强度；待检测管道流速变化的计算；瞬变流激励装置压力的计算；初始压缩量计算；加压腔体积的计算；加压活塞的直径的计算；加压腔长度的计算。本发明所述的设计方法所设计的系统可以应用在水利工程、市政供水等输水管道的泄漏检测，为可控瞬变流激励装置的设计提供理论支撑，也为可控瞬变流泄漏检测的应用提供技术依据。

技术领域

本发明涉及一种可控瞬变流泄漏检测系统的设计方法，是一种用于确定水利工程、市政供水输水管道可控瞬变流泄漏检测所涉及典型参数的反问题分析法，是一种管道系统漏损检测、评估和泄漏点定位系统的设计方法。

背景技术

泄漏是管道输送液体过程中一种普遍存在的现象，造成大量的资源损失、能量浪费和环境污染。据统计，城市供水管网的平均产销差率约17.9％，部分城市甚至超过了25％，由此导致的年损失水量超过了50亿m³。如何对管道输水工程、输配水管网、城市排水管网中泄漏进行快速准确定位，成为了当前社会的一个热点需求，也是建设节水型社会迫切需要解决的关键问题之一。

瞬变流检测法通过人为地在管道内制造扰动，使系统产生瞬变流，根据典型位置压力信号的畸变和衰减特性辨识泄漏信息。由于在瞬变条件下，即使微小的泄漏也会使管道的水压波形产生明显差别，因此，瞬变流检测法的准确性和可靠性较高。

针对瞬变流泄漏检测法，已形成了基于瞬变压力波形畸变和衰减特性辨识泄漏孔信息的理论方法，并在实验室内取得了较为理想的应用效果。但瞬变流一般是通过快速或周期性扰动管道首端、中间或末端的阀门来激发的，这在工程实际运行中是绝对不允许的。因此，可控瞬变流泄漏检测法成为了该技术领域的研究热点。

如何激发可控瞬变流，以及如何根据待检测管道的典型特征，包括管长、管径、供水压力等水力参数，确定激励装置各结构的参数特征，既能激发满足泄漏检测的可控瞬变流，又能保证管道的结构安全，成为了该技术应用于工程实践需要解决的首要问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明提出了一种可控瞬变流泄漏检测系统的设计方法。所述的方法基于可控瞬变流激励装置，提出了一种使用可控瞬变流对泄漏点位置进行精确定位的系统的设计方法，使泄漏点定位更加精确，检测更加方便。

本发明的目的是这样实现的：一种可控瞬变流泄漏检测系统的设计方法，所述的系统包括：通过连接管道与待检测管道连通的可控瞬变流激励装置，所述的连接管道与待检测管道的连接处设有压力传感器；所述的可控瞬变流激励装置包括：带有加压活塞的加压腔，所述的加压腔与储能腔连通，所述的储能腔通过向检测腔开启的单向阀与检测腔连通，所述的单向阀通过弹簧调节机构调节单向阀的开启力，所述的储能腔设有与进水阀连通的进水口，所述的检测腔设有通过出水阀与待检测管道连通的出水口；

所述方法的步骤如下：

步骤1，待检测管道的沿程阻力系数的计算：收集待检测管道的管长、管径、管材和局部阻力特性，根据管道材料确定绝对粗糙度，并计算待检测管道的沿程阻力系数λ₀：

式中：D₀为待检测管道直径；Δ₀为待检测管道的绝对粗糙度；

步骤2，连接管道的沿程阻力系数的计算：确定连接管道的管长、管径、管材和局部阻力特性，根据管道材料确定绝对粗糙度，并计算连接管道的沿程阻力系数λ₁：

式中：D₁为连接管道直径；Δ₁为连接管道的绝对粗糙度；