LabVIEW在供水管道泄漏定位中的应用-论文.pdf

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1、Science&TechnologyVision科技视界科技·探索·争鸣LabVIEW在供水管道泄漏定位中的应用井文照(上海海事大学物流工程学院，中国上海201306)【摘要】供水管道泄漏时，在泄漏处产生泄漏噪声，泄漏噪声信号沿着管道壁向管道两端传播。在管道两端安装两个加速度计实现对信号的检测，利用相关分析法对计算出泄漏信号到达两个传感器的时间差。本文利用LalVIEW作为上位机实现对信号的采集和互相关分析，并计算出时问差，可以根据时间延迟、声波的传播速度和两个传感器之间的距离计算出泄漏位置，实验证明，设计满足要求，有较高的精确度。【关键词】LabVIEW；相关分析；泄

2、漏定位；时间延迟ApplicationofLabVIEWinWaterPipelineLeakLocationJINGWen-zhao(LogisticsEngineeringCollege，ShanghaiMaritimeUniversity，Shanghai201306，China)【Abstract]Whenwatersupplypipehavealeak，itwillgeneratenoise，whichwillspreadtobothsidesbypipewal1．TwoPiezoelectricAeeelerometersareinstalledonthea

3、ppropriatepositionwhichcandetectweakacousticsignal，andthenthetimedifferenceofleaksignalsisestimatedwiththemethodofeorre]ationanalysis．ThispaperusesLebVIEWtoacquirethedatawhichwillbeusedtocalculatethetimedifferencewithcorrelationanalysis．Finally，accordingtothetimedelay，thepropagatingspeed

4、ofnoiseandthedistancebetweenthetwosensors，thelocationofleakwillbecalculated．Simulationresultprovesthedesigniscorectandhaveahighaccuracy．【Keywords]LabVIEW；Correlationanalysis；Leakdetection；Timedelay0引言一，J￡-(L—L一)2LA-L一一一——一—————一一——一水资源作为不可替代的自然资源，在经济发展和人民生活中占有得：重要地位。而我国是一个水资源严重短缺的国家，因此，节

5、约和保护水资源，减少浪费对我国来说尤为重要。据《中国城市建设统计年鉴三=(1)2013年》统计，2012年我国城市供水管道总长度达54．6亿公里，供水其中，为根据相关算法求出的时间延迟量。总量约为440亿立方米，而供水漏损量将近7O亿立方米，漏损率达到1．2相关算法了15．9，这远远超过了国家要求的标准⋯。供水行业因漏损而造成的直如图1所示，设传感器A、B接收到的信号信号分别为(￡)和y(￡)。接损失就达70亿元。为了更好的利用水资源，世界各国很早就开展了建立数学模型，如下式：漏损检测技术及设备的研究、开发工作。目前的检漏方法有大地湿度(t)=(t)+r．(t)(2)检

6、测法、升压法、红外线照相法、探地雷达等。本文采用的是相关算法y(t)=∞(抖D)+rz()(3)对管道进行检漏。以上方法相比，相关法更加快捷方便。式中：s(f)为泄漏源信号，假设泄漏处管道供水的压力和泄漏口供水管道泄漏发生后，由于管道内外的压力差，水流经过漏点时径大小不变，则此信号为平稳过程；会形成涡流，会使管道发生振动而产生应力波。应力波会沿着管道壁为衰减因子；向管道两端传播，此时，在管道两端安装两个压电式加速度传感器，接D为延迟时间；收从泄漏处传过来的应力波信号。通过泄漏声波信号到达两个传感器rl、rz为噪声。的时间差则可以计算出泄漏点的位置目。假设噪声信号和源信号

7、是零均值、高斯分布、互不相关的随机变1相关算法原理及系统设计量，对于有限的信号采集时间t，则互相关函数为：1．1定位原理(r)=—一Jx(t)y(t—r)dt(4)泄漏声波信号是由流体激发的连续并且稳定的信号，没有明确的使R(r)达到最大值的r则为时间延迟量。起点和终点，所以，应用一般的方法无法计算出两个传感器的时间差。在实际计算的R(r)过程中，需要将(t)和y(t)离散化为()相关分析法的实质是计算两路时延信号间的相似程度，就是根据一路和v()。则离散信号x(k)和v()的互相关函数为：信号以及相对于这路信号有时延的信号的相似性来计算