[发明专利]基于高低频混合检测的管道泄漏监测系统及方法

摘要

本发明提出一种基于高低频混合检测的管道泄漏监测系统及方法，包括：首端超高频传感器、末端超高频传感器、首端加速度传感器、末端加速度传感器、首端下位机、末端下位机、首端上位机和末端上位机；还提供一种基于该系统的方法：采集高频低频混合历史数据并已知其工况分类，进行预处理，多信息域分析处理，特征提取，用协方差核切片逆回归算法处理，得到特征向量子空间，采集高频低频混合实时数据，按照历史数据的步骤得到特征向量子空间，用线性判别分析进行分类，并计算相似度，得到实时数据分类结果，若有泄漏计算泄漏位置，为排除故障提供可靠的数据依据。确保了泄漏的特征值的准确性，最大限度的减少误报，对小流量的泄漏有更准确的判断。

主权项

1.一种基于高低频混合检测的管道泄漏监测系统，其特征在于，包括首端超高频传感器、首端加速度传感器、首端下位机、首端上位机、末端超高频传感器、末端加速度传感器、末端下位机和末端上位机；所述首端超高频传感器和首端加速度传感器分别安装在待测试管道的首端，首端超高频传感器和首端加速度传感器分别通过电线与首端下位机相连接，首端下位机通过网线与首端上位机相连接；所述末端超高频传感器和末端加速度传感器分别安装在待测试管道的末端，末端超高频传感器和末端加速度传感器分别通过电线与末端下位机相连接，末端下位机通过网线与末端上位机相连接；所述首端超高频传感器和首端加速度传感器，与待测试管道中输送介质相接触，首端超高频传感器用于采集首端管道高频信号的实时数据，首端加速度传感器用于采集低频信号的实时数据；所述首端下位机用于存储从首端超高频传感器和首端加速度传感器传递出的超高频信号和低频信号的混合实时数据，将该高低频混合实时数据进行模数转换且加上时间戳，传递给首端上位机；所述首端上位机用于接收并保存由首端下位机传递出来的加上时间戳的高低频混合实时数据，并将该高低频混合实时数据保存到首端上位机数据库中，首端上位机通过编程来实现管道泄漏检测功能；所述末端超高频传感器和末端加速度传感器，与待测试管道中输送介质相接触，末端超高频传感器用于采集末端管道高频信号的实时数据，末端加速度传感器用于采集低频信号的实时数据；所述末端下位机用于存储从末端超高频传感器和末端加速度传感器传递出的道高频信号和低频信号的高低频混合实时数据，将该高低频混合实时数据进行模数转换且加上时间数据，传递给末端上位机；所述末端上位机用于接收并保存由末端下位机传递出来的加上时间戳的高低频混合实时数据，并将该高低频混合实时数据保存到首端上位机数据库中，末端上位机通过编程来实现管道泄漏检测功能；所述首端下位机和末端下位机均包括：A‑CORE模块、B‑CORE模块、电源模块、存储模块、GPS校时模块、通讯模块、调试模块、传感器滤波电路、AD转换模块；所述电源模块、存储模块、GPS校时模块、通讯模块、调试模块分别与A‑CORE模块相连接，其中，存储模块通过并行总线与A‑CORE模块相连接，GPS校时模块通过USART或SPI通讯协议与A‑CORE模块相连接，通讯模块通过以太网RS‑485协议与A‑CORE模块相连接；传感器滤波电路与AD转换模块相连接，AD转换模块与B‑CORE模块相连接；A‑CORE模块通过网线与B‑CORE模块相连接；电源模块与A‑CORE模块和B‑CORE模块相连接；所述A‑CORE模块是主控模块，将B‑CORE模块传递过来的数据进行存储，并加以时间戳转发给首端或者末端上位机；所述B‑CORE模块是A‑CORE模块的从设备，接收超高频传感器和加速度传感器传递出的高频信号和低频信号的高低频混合实时数据，并通过传感器滤波电路完成对该实时数据的硬件滤波，并且通过AD转换模块完成模数信号的转换，然后将模数信号转换后的数据传递给A‑CORE模块；所述电源模块为A‑CORE模块和B‑CORE模块提供电源；所述存储模块保存用GPS校时模块加时间戳后的从B‑CORE模块传递给A‑CORE的数据；所述GPS校时模块用来给从B‑CORE模块传递给A‑CORE的数据加时间戳；通讯模块具有以太网RS‑485协议，用以与首端上位机或末端上位机进行通讯；所述传感器滤波电路具有硬件滤波功能，为高低频混合实时数据进行第一次硬件滤波；AD转换模块将高低频混合实时数据模拟信号转换成数字信号，此高低频混合实时数据为首端超高频传感器和首端加速度传感器或者末端超高频传感器和末端加速度传感器传递来的。