城市供水管網聲波檢漏及定位技術研究.pdf

1、城市供水系統(tǒng)是城市存在與發(fā)展的必不可少的基礎設施。我國城市供水管網泄漏現象嚴重，造成水資源的大量浪費。面對這種情況，城市供水管網泄漏管段的確定和泄漏點的精確定位顯得尤為重要。目前，對于長輸油、輸氣管道的泄漏檢測定位技術已趨于成熟并在實際檢測中獲得了較好的效果。由于城市供水管網有別于輸油、輸氣管道，具有空間分布復雜、分支和節(jié)點多、泄漏形式不一、管道條件（如管內壓力、管材、管徑、管壁厚度、管道接口形式和埋設條件等）復雜多變等特點，因此無法將

2、輸油、輸氣的檢測方法直接應用于城市供水管網之上?；诼暡ǖ某鞘泄┧芫W的泄漏檢測方法種類眾多，本文是通過安裝在管道外側的壓電加速度傳感器獲取泄漏信號，對信號進行處理、分析，確定泄漏位置。針對泄漏聲信號的產生機理、信號去噪、時延估計定位算法優(yōu)化、異型管道定位算法和構建供水管網智能檢測定位系統(tǒng)這些方面進行了完善和創(chuàng)新研究。
　　本研究主要內容包括：⑴分析管道泄漏類型和泄漏原因，分類討論管道泄漏處聲源。⑵研究泄漏聲波信號的傳播特性、頻率

3、特性和衰減特性，分析不同條件下聲波信號的特點和影響。⑶研究小波去噪原理、小波變換和基于閾值的小波去噪方法。針對軟、硬閾值去噪法存在的缺陷，提出改進的方法。⑷重點研究LMS自適應時延估計法的原理、優(yōu)缺點和改進方法。因聲波傳播速度受管徑和管道材質等影響，故提出供水管網中異型管段定位算法。⑸研究供水管網智能檢測定位系統(tǒng)的組成和各部分功能，基于MATLAB軟件強大功能，構思城市供水管網泄漏定位軟件。⑺管道泄漏產生的聲源主要有泄漏口處的泄漏聲、高

4、壓水頭撞擊聲和周圍介質摩擦聲，本文主要以漏口處泄漏聲作為研究對象。⑻泄漏聲波信號的特性主要受傳播距離、泄漏口大小、管內壓力、材質彈性模量、媒質的粘滯吸收、熱傳導吸收和水中氣泡的散射等因素影響。⑼小波去噪具有自適應性和多分辨率分析的特點，是一種有效的去噪方法。本文提出了一種新的閾值方法即自適應函數高次逼近法。自適應函數高次逼近法彌補了軟、硬閾值去噪中的缺陷，具有優(yōu)異的去噪效果。⑽采用LMS自適應時延估計法對地下供水管網進行泄漏定位，針對供