供水管道泄漏微弱信号采集系统设计

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1、分类号：TP23密级：公开UDC：学校代码：10127硕士学位论文论文题目：供水管道泄漏微弱信号采集系统设计英文题目：Thedesignoftheweaksignalacquisitionsystemofwatersupplypipeline学位类别：专业学位硕士研究生姓名：郑欣欣学号：2013022450学科(领域)名称：控制工程指导教师：李忠虎职称：教授2015年6月5日独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学

2、或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于学位论文使用授权的说明本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文（纸质版和电子版）的规定，即：本人唯一指定研究生院有权保留送交学位论文在学校相关部门存档，允许论文在校内被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。在论文作者同意的情况下，研究生院可以转授权第三方使用查阅该论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：导师签名：日期：内蒙古科技大学硕士学位论文摘要供水管道泄漏检测是城市供水领域亟待解决的重要问题之一，已受到社会

3、各界的广泛关注。供水管道泄漏事故不仅会造成大量的资源浪费，而且还可能会带来重大的财产损失。由此可见，研究供水管道泄漏信号产生机理和泄漏微弱信号检测方法，及时发现管道泄漏情况并准确进行漏点定位，对确保管网安全运行并有效避免水资源浪费具有重要的理论意义和工程实用价值。本课题来源于国家自然科学基金项目“供水管道泄漏信号机理及弱信号检测与处理方法研究”。本论文以供水管道为研究对象，分析了管道泄漏声信号的产生机理、频率特性、传播特性以及噪声特性，在此基础上，从工程实际应用角度出发，本着低噪声、低成本和低功耗的设计思想，在平衡成本与功能的条件下，设计了供水管道泄漏微弱信号采集系统。本论文

4、的研究工作主要包括以下几个方面：首先，介绍了供水管道泄漏信号检测方法及国内外的研究现状与发展趋势，并搭建了供水管道泄漏检测实验系统；然后，分析了供水管道泄漏机理，结合数据采集与现代信号处理技术，通过大量的实验测试与分析，研究了泄漏信号的能量和频谱随管内压力、泄漏量、传播距离以及管材种类等的变化规律；接着，研究并确定了基于STM32F103RBT6的供水管道泄漏微弱信号采集系统总体实施方案，设计了软、硬件系统，并进行了系统调试；最后，完成了供水管道泄漏微弱信号采集与存储实验研究。本课题以供水管道泄漏信号机理及微弱信号检测理论为基础，并结合影响供水管道泄漏信号的噪声特性，研究设计

5、了供水管道泄漏微弱信号采集系统，并在实验室进行了分析测试。实验研究表明，该系统实现了对供水管道泄漏微弱信号的采集与存储功能，并满足稳定性、可靠性、低噪声及低功耗等技术要求，达到了预期研究目标，为后续的供水管道泄漏状况判定及漏点定位奠定了基础。关键词：供水管道；泄漏信号；微弱信号；频谱分析；数据采集I内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractWatersupplypipelineleakdetectionisoneoftheimportantproblemstobesolvedinthefieldofcitywatersupply,ithasattractedwideatten

6、tionfromallsectorsofsociety.Duetonaturalcorrosion,pipelineaging,naturaldisastersandman-madedamageandotherreasons,oftenwaterpipelineleakageaccident,thiswillnotonlycausealotofwasteofresources,butalsomaycausegreatlossofproperty.Thus,researchingmechanismofleakagesignalinwatersupplypipelineandth

7、edetectionmethodofleakageweaksignal,timelyfindinganddeterminingtheleaklocationhasimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvaluetoensurethesafeoperationofthenetworkandeffectivelyavoidthewasteofwaterresources.Studyondetectionandprocessingmethodofthisthe