本发明是属于检测埋于地下流体管道的泄漏部位的技术。 目前国内外生产的能在地面上直接查找埋设地下的流体(自来水)管道漏流体(水)部位的仪器,由于漏流体(水)声传到地面很微弱,外界地面各种振动和声音的干扰很强。漏流体(水)声往往是淹没在这些干扰声的背景中。目前的仪器不能区分漏流体(水)声和外界的部扰声,通常只能在深夜人静时进行检测,且效果也不理想。
本发明是提供一种能提高流体检漏仪抗干扰能力的方法与装置。用本方法设计的仪器装置,具有抗环境噪声能力,能在地面上直接查找埋设地下的流体管道漏流体的部位,便于修复。
本发明是利用从流体管道上直接取得的泄漏声与地面上检测的泄漏声之间的相关性,进行相关处理,完成提高抗干扰能力,达到从地面上探测淹没在噪声背景中的流体泄漏声,确定管道泄漏部位。
一种能实现这种发明地装置由主探测器,参考探测器,相关处理器组成。由参考探测器从管道上取得流体泄漏时的振动声信号,经放大后输给相关处理器作为参考信号。用主探测器探测泄漏点传到地面上的泄漏振动声信号,放大后输给相关处理器、相关处理器对两探测器送来的信号进行相关处理,确定泄漏点的部位。
本发明具有如下优点:
(1)具有强的抗干扰能力、能在有环境噪声的条件下进行流体泄漏部位的检测。
(2)能使流体(水)泄漏检测工作时间从深夜移到白天,减轻了检漏工作的强度。
(3)检测灵敏度得到了提高,能适用于自来水管道埋得较深的北方地区水漏的检测。
【附图说明】
图1 提高流体检漏仪抗干扰能力的装置原理框图
A 流体泄漏处。 B 参考探头的探测处
C 输送流体的管道。 E 泥土质
1 主探测器 2 参考探测器
3 相关处理器
图2 主探测器框图
4 主探测器探头 5 低噪声放大器
6 带通放大器
图3 参考探测器框图
7 参考探测器探头 8 低噪声放大器
9 发射机 10 发射天线
图4 相关处理器框图
11 接收天线 12 接收机
13 移相电路 14 自动幅度控制电路
15 调相器 16 方波发生器
17 模拟乘法器 18 同步积分器
19 相敏检波器 20 低通滤波器和直流放大器
21 指示表头 22 耳机
详细描述
用自来水的检漏为例说明本发明
本发明的方法方框图如附图1所示。由主探测器〔1〕,参考探测器〔2〕,相关处理器〔3〕组成。自来水管道〔C〕埋在泥土〔E〕下,漏水点为〔A〕。用参考探测器在自来水管道〔B〕处(可以是自来水的阀门)取出漏水声的电信号。参考探测器的框图如图2所示。由参考探测器探头〔7〕,低噪声前置放大器〔8〕,发射机〔9〕,发射天线〔10〕组成。漏水声能在自来水管道上传得很远,且衰减小。阀门又在地下井内,环境较安静,则参考探测器测得的信号可以认为是片漏水声信号。经过放大,由发射机和无线发射出去。
在漏水点〔A〕的上方地面上,用主探测器接收漏水声传到地面的振动声信号。主探测器的框图如图2所示。由主探测器探头〔4〕,低噪声放大器〔5〕,带通放大器〔6〕组成。主探测器用其探头接收漏水声信号。周围环境存在噪声也被探头接收,则探头输出的信号是漏水声和环境噪声混在一起的信号。有时漏水声淹没在噪声之中。经低噪声前置放大器放大,由带通放大器滤去漏水声信号频谱外的噪声(带通放大器的通频带选在100Hz~2KHz左右),带通放大器的输出信号送给相关处理器的模拟乘法器。
相关处理器的框图如图4所示。由接收天线〔11〕,接收机〔12〕接收由参考探测器发来的由〔B〕点探测的漏水声信号。(也可以不用无线电传送,用电缆直接把音频的漏水声从参考探测器送给相关处理器的移相器。)接收机接收到的无线电信号经检波,恢复参考探头的漏水声信号。再经过移相器〔13〕,自动幅度控制电路〔14〕,送给调相电路,方波发生器〔16〕控制调相电路,对自动幅度控制电路送来的参考漏水声信号进行0°,180°调相。调相后的信号送给模拟乘法器〔17〕与主观探测器送来的信号进行相乘。乘法器的输出信号中与方波发生器同步的信号就是两探测器之间的相关信号。用由方波发生器输出的方波信号作为参考信号的同步积分器〔18〕提取相关信号,滤去噪声和干扰。此信号可用耳机〔22〕监听。同步积分器的输出信号经相敏检波器〔19〕,低通滤波器和直流放大器〔20〕进行同步解调变成直流信号。用表头〔21〕指示。
只要主探测器探测的信号中有与参考探测器直接从自来水管子上检测的漏水声信号相关。表头就有直流电压指示。否则表头指示平均值为0。移动主探测器探头在地面上的位置,找到表头指示最大(即漏水声最强)。自来水管道的漏水点A就在探头地面的正下方。对于其它环境噪声和干扰,由于与参考探测器送来的信号不相关,输出为0。用这种方法设计的流体检漏仪,具有很强的抗干扰能力。
本方法另一要点是:基于漏水声的频谱很丰富,根据测量和有关资料频谱分布在100Hz-2KHz之间。因此在相关处理器中采用了相移电路,此电路设计得使100Hz-2KHz之间的不同频率具有不同的相移量。使上下频率相移量之差大于100°,这样就能保证不论在什么条件下,两探测器的相关信号之间,只可能在某一小段频带上相位差在90°左右,极大部分的相关信号频谱他们相位差偏离90°,因而,从总体上来讲,消除了同步积分器的输出幅度与两探测器之间的相关信号相位差有关。从而可以认为:在探测漏水点部位时与两探测器送来的信号之间的相位差无关。从而简化了理论计算和实用装置。