[发明专利]一种管道泄漏检测与泄漏位置定位装置、方法及模拟试验装置、方法

说明书

本发明公开了一种管道泄漏检测与泄漏位置定位装置、方法及模拟试验装置、方法，包括：多个管道压力传感器，用于测量管道各个节点、进口和出口的压力，获得压力测量值；多个管道流量测量器，用于测量管道各个节点、进口和出口的流量，获得流量测量值；数据处理器，用于接收多个管道压力传感器和多个管道流量测量器的测量值原始信号；对接收的原始信号进行基于压缩感知的压缩与还原信号处理，获得处理后的信号；其粒子滤波器，用于接收数据处理器处理后的信号；根据接收的信号分析计算判断出疑似泄漏点。本发明具有运算量少、检测时间短、效率高和定位准确的特点，可实现管道泄漏更加方便快捷准确的检测与定位。

技术领域

本发明属于管道泄漏检测技术领域，特别涉及一种管道泄漏检测与泄漏位置定位装置、方 法及模拟试验装置、方法。

背景技术

管道泄漏会造成极大的能源损失，导致环境严重污染，也会对人类健康和财产产生有害影 响；管道泄漏发生时，需要快速、准确地检测出泄漏位置。

目前，基于粒子滤波的管道泄漏检测与定位方法中，存在以下问题缺陷：采样频率较低时， 样本采样精度不高，导致泄露位置定位不准确；粒子滤波过程中输入信号量大，导致计算机运 算速度慢；判断依据不精确，导致定位精确性较差。

综上，亟需一种新的管道泄漏检测与泄漏位置定位装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道泄漏检测与泄漏位置定位装置、方法及模拟试验装置、方 法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的方法具有运算量少、检测时间短、效率 高和定位准确的特点，可实现管道泄漏更加方便快捷准确的检测与定位。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种管道泄漏检测与泄漏位置定位装置，包括：

多个管道压力传感器，用于测量管道各个节点、进口和出口的压力，获得压力测量值；

多个管道流量测量器，用于测量管道各个节点、进口和出口的流量，获得流量测量值；

数据处理器，用于接收所述多个管道压力传感器和所述多个管道流量测量器的测量值原始 信号；对接收的原始信号进行基于压缩感知的压缩与还原信号处理，获得处理后的信号；其中， 进行基于压缩感知的压缩与还原信号处理，用于实现在采样频率较低时能够获取待测管道的信 息；

基于压缩感知的压缩与还原信号处理包括：(1)测得待测管道的首端压力信号和流量信号 H_inQ_in以及末端压力信号和流量信号H_out、Q_out；(2)待测管道首末端压力信号及流量信号 的稀疏；(3)待测管道首末端压力信号及流量信号的观测；(4)待测管道首末端压力信号及流 量信号的重构；

步骤(2)中，表达式为：

X＝ψθ，

Y＝φψθ，

其中，信号X是N维的待测管道的首末端流量和压力值，θ＝[θ₁，θ₂，...，θ_N]^T∈R^N，是X稀疏表示；Ψ＝[ψ₁，ψ₂，...，ψ_N]^T∈R^N×N为稀疏阵，φ＝[φ₁，φ₂，...，φ_N]^T∈R^M×N为测量矩阵；信号X经过矩阵θ、Ψ、和φ变换后得到M维的观测矩阵Y，实现压缩，Y为压缩后的 信号，M＜＜N；