论文部分内容阅读
管道运输是一种新兴、经济的运输方式,尤其在输送气体、液体和浆体等散装物品方面具有天然优势。随着经济的快速发展,我国必将成为一个管道大国,这样一来,如何尽可能减少因管道泄漏而造成的经济损失和环境污染,就成为摆在我们面前的重要课题。因此,研制开发一种可靠有效的、适合我国管道状况的在线管道泄漏检测与定位系统,具有重要的理论和现实意义。本文以供水管道为实验对象,分析了供水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,针对野外工作的实际需要,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前提下,设计了一套管道泄漏声信号数据采集装置。该装置主要包括加速度传感器、信号调理模块、滤波器、放大器、数据采集模块、主控单元、存储器、人机接口及通信模块等。加速度传感器选用朗斯公司的LC0151T型内装IC压电加速度传感器,将自来管道的泄漏微弱振动信号转换为电信号;信号调理模块一方面为加速度传感器提供恒流源供电,另一方面将传感器的输出信号通过隔直电路隔掉偏置电压后输出交流加速度信号;滤波器用于抑制传感器采集到的有用信号中所包含的外界突发干扰和白噪声,以提高信噪比;放大器用于把传感器获得的微弱信号进行放大,以满足后续信号采集的需要;数据采集模块实现信号采样和A/D转换功能;主控单元起到全局控制作用,并实现数据处理等功能;通信模块用来完成该系统与上位机间的数据和命令传输工作。设计了软硬件系统,并对数据采集装置进行了性能测试和功能实验,相关指标能满足设计要求。采用两套声信号数据采集装置分别采集管道首、末端的泄漏声信号并进行处理,然后将处理结果送往上位机。上位机监控系统采用LabVIEW软件开发,可对管道首、末端的两路泄漏信号进行综合分析处理,最后给出管道泄漏状况和漏点位置,本文进行了相关的实验研究。