基于多传感器的管道泄漏检测装置设计.pdf

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1、2014拄传感器2014第l2期andSensorN0．12基于多传感器的管道泄漏检测装置设计李忠虎，蔡志全，董彦华(1．内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古自治区包头014010；2．东北大学研究生院，辽宁沈阳110000)摘要：针对供水管道泄漏检测与定位问题，提出了基于多传感器的泄漏微弱信号检测及漏点定位方法，与传统的检测方法相比，该方法可以提高检测定位的精度。设计了以STC89C52为核心的信号检测及提取装置，该装置可检测管道泄漏情况，并通过USB接口与上位机通信，进而实现对泄漏点进行定位分析，

2、满足了对信号处理与分析的灵活性要求。关键词：管道泄漏；微弱信号检测；多传感器；定位；USB中图分类号：TH86文献标识码：A文章编号：1002一l841(2014)12—0042—03DesignofLeakageDetectionDeviceofPipelineBasedonMultiSensorLIZhong—hu‘，CAIZhi—quan，DONGYah—hua仪(1．SchoolofInformationEngineering，InnerMongoliaUniversityofScience

3、andTechnology，Baotou014010，China；表2．SchoolofPostgraduate，NortheastUniversity，Shenyang110000，China)技eAbstract：Inordertosolvetheproblemsoftheleakagedetectionofwatersupplypipelineandthelocationofleakage，the术methodsforthedetectionoftheweakleakagesignalandt

4、helocalizationoftheleakagebasedonmulti—sensorwerepresented．Corn—与paredwiththetraditionaldetectionmethods，thismethodcanimprovethedetectionaccuracy．UsingSTC89C52asthecore，thesig—naldetectionandextractiondevicewasdesignedandcanbeusedtodetecttheleakagecond

5、itionsofthepipeline．ThroughUSBin—terracecommunicatingwiththehostcomputer，thepositioninganalysisoftheleakagepointswasrealized，thusmeetingtheflexiblerequirementsfortheprocessingandanalysisofthesigna1．Keywords：pipelineleakage；weaksignaldetection；muhi—sens

6、or；location；USB0引言时相关函数的极值点在0附近，如果发生了泄漏，相关函数的管道泄漏检测与定位的方法很多，其中基于负压波法的泄极值点将会偏离0值的位置，根据相关数值的大小及极值点所漏检测应用最为广泛，它是基于管道泄漏时在液体中引发并且在的位置可以进行泄漏点的检测定位。按着一定速度传播的瞬态负压波信号进行检测的。通过相关传统的管道泄漏检测系统中，在首尾两端各安装一个压力分析法计算负压波传播到管道首尾两端的传感器的时间差，通传感器用来检测负压波信号⋯，如图1所示。过时间差以及负压波的传播速

7、度对泄漏点进行定位。管道管道常规的管道泄漏检测在首尾两端各使用一个传感器，单一酋段)f(末段!I传感器的使用必然会受到外界环境的影响，并且采集到信号的n精度也不会很高。该设计在管道的首尾两端各使用了2个传感器，通过对2组传感器的信号分析来确定泄漏点，较传统的图1传统管道泄漏检测示意图图中的传感器1与传感器2是管道泄漏检测中应用到的检测方法准确度更高一些。并以STC89C52为核心设计了管道两个传感器。他们安装在管道的两端，用来采集负压波信号。泄漏传感器信号采集系统，通过USB接口町以很方便地与计算根

8、据负压波信号的传播时间以及负压波的传播速度就可以判机通信，进而判断泄漏点的具体位置。断泄漏的位置。泄漏点到传感器1的距离为D．，两个传感器间1管道泄漏检测原理的距离为D负压波的传播速度为。假设负压波传播到传感流体输送管道发生泄漏时，会在泄漏处产生瞬态压力突器1的时间为t．，传播到传感器2的时间为t：，即可根据两个传降，由于流体流动的连续性，管道中的流体不会立刻改变流速，感器采集到的负压波信号的时间以及管道的长度来确定漏点但是流体在泄漏点和相邻的两边区域间产生的压力差异