引水工程是国家经济发展的重要内容之一,而在引水工程中由于引水管道途经地质不同、周围环境复杂多变和对管道的维护不当等原因,管道会发生爆管或者泄漏等事故,不仅给国家造成了严重的经济损失而且浪费了珍贵的水资源。为了保证引水管道的安全,管道检测技术尤为重要。目前我国的管道检测技术与国外先进技术有一定差距,研究新型管道检测系统是管道工程应用技术的重要课题。本文基于负压波和应变测量的方法设计了一套管道无线检测系统,并在实验室搭建管道模型,以管道模型为测试对象,验证了检测系统的基本功能和系统的可行性。本文主要的工作内容有:(1)基于负压波和应变测量的引水管道无线检测系统的总体设计:根据引水管道无线检测系统的实际需求和国内外的研究现状,分析系统采用的管道检测基本原理,设计了系统的总体方案,分析了系统各组成部分及其功能。(2)系统的硬件设计与实现:设计并实现了系统中不同功能的硬件电路。包括数据采集模块、数据处理模块、数据收发模块和电源模块。设计各个模块的电路的原理图并做全面分析,对电路板进行模块分层化设计,在不影响电路板正常功能的情况下大大减小了电路板体积,实现了无线检测节点的微型化。(3)系统的软件设计与实现:设计并实现了系统中不同功能的软件程序。设计了基于ZigBee协调器组网和节点入网的软件流程图。介绍并实现了本系统所采用的节点时间同步算法,给出了其软件流程图。设计了数据采集过程中协调器与节点的程序流程图并作分析。结合上位机功能设计上位机软件,包括数据的解包和数据还原,实现了其软件功能。(4)系统测试:在实验室管道模型上对管道无线检测系统做系统测试,测得各种数据波形,通过对数据波形的分析分别验证了无线通信的可靠性、节点时间同步的精确性、负压波泄漏定位法的可行性和应变测量的可行性,进而验证整个系统的可行性。