一种音频检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种音频捡测装置，包括信号传感器、前置放大器、带通滤波器、放大整形电路、倍频器、无线通信模块、电源；所述信号传感器依次与前置放大器、带通滤波器、放大整形电路、倍频器，无线通信模块连接，所述无线通信模块将检测结果向监控中心发送。该装置以预先设定的间隔实时采集沿管壁传播的漏水信号，并对该信号进行判别，将判别结果通过无线网络发送到远程监控中心，数据传输通过无线网络传输，能够实现大范围，远距离的无线数据通信。
【专利说明】
一种音频检测装置
技术领域
[0001]本实用新型属于检测技术领域，具体涉及一种音频检测装置，尤其涉及地下水管渗漏的音频检测装置。【背景技术】
[0002]水是生命之源，日常生产和生活过程中，水无时无刻不和人类保持着紧密联系。我国是一个水资源严重贫乏的国家，人均占有的水资源还不到世界平均水平的四分之一，而且地域分布极不均衡，资源性缺水和水质污染性缺水是摆在我们面前的两大课题。因此，合理的开发并有效地利用好现有有限的水资源是关系到国民经济可持续发展的头等大事。目前，我国供水行业普遍存在管网漏水问题，平均水损率约20%，其中漏损约占水损的50%， 有的地方管网漏水问题甚至非常严重，这就大大地降低了供水企业的供水效益，也给水资源造成严重浪费，有些甚至影响到人们的正常生产和生活。管道漏损现象已成为供水行业普遍存在的严重问题，长时间未排除的供水管道泄漏，除了浪费水资源造成巨大的经济损失外，还可能危害道路、桥梁以及房屋建筑的地基从而引发灾难性事故。目前采用的测漏手段主要用传统的测漏方法一一声波检测，包括阀栓听音、路面听音、相关分析、地面钻孔等方法。这种方法对于具体的漏点定位比较有效(微观方面)，而对于漏水控制(宏观方面)有一定的局限性，原因在于:
[0003]1、管网漏水形成的原因是复杂的，外力作用、年久失修，管网老化，温度变化、水压变化、地面沉降、腐蚀等因素都有可能造成管网漏水。所以管网漏水产生是不确定的，也就是说，管网漏水是随时随地都可能发生。这就要求在第一时间内迅速及时掌握确定的区域和确定的段管网存在漏水，以便及时组织人员和设备到现场进行漏点定位。依靠现有设备很难做到这一点，往往是当发现地面渗水或沉降、水压下降这些现象时才去检漏，这时管网可能已经漏水几天甚至几十天了。长此以往，漏水损失就很严重，不利于漏水的宏观控制。
[0004]2、测漏工作是一项长期而艰苦的工作，依靠传统的测漏手段需要投入大量的人力和物力，而且工作效率较低。当漏水不严重时，维修人员很难听到漏水声；只有当水管破损严重，造成大量漏水，漏水声很大时，才能发现漏水点位置。但是这时水资源已经大量浪费了。这样就大大影响了测漏工作效率。
[0005]3、漏水检测仪器设备和技术大多数采用声波检测的原理一一通过检测承压水从漏点喷出而产生的噪声来确定管道是否漏水和漏点的位置。由于供水管道属于压力管道， 一旦发生泄漏，管道内外存在压力差，所以水会以一定的速度从漏水点漏出，同时在漏孔边缘产生泄露摩擦噪声，而噪声会通过管道向两侧传播，这种泄露一般具有稳定性和长期性，而且这种噪声声波经过土壤等各种传播介质的衰减之后，具有一定的频率范围，而且距离越远信号幅度衰减越大。漏水噪声的传播途径分为三种:沿管材管壁传播、沿土壤介质传播、沿水传播。目前，沿水传播的噪声检测技术尚未成熟，现有技术主要检测沿管壁传播和沿土壤介质传播的噪声。这类噪声衰减受漏点大小、水压、管材材质、管材长度、管径、土壤介质等因素影响而衰减强度不同，因而有的漏水点产生的噪声我们通过人的耳朵很难判另IJ。这样有的漏点就可能被疏漏一一譬如非金属管漏点、离阀门较远的漏点等。由于探测点往往位于地下，安装和拆卸，以及读取操作都不适合频繁进行人工操作，而且布线不便，所以需要设计一种能够自带电源，方便安装，可以通过无线方式将数据传送回数据处理中心的探测节点设备，其依靠自带电源就能工作数年的时间。然而，无线信号传输距离与功耗的要求是一对矛盾，目前的检测设备仅仅支持近距离的数据传输，需要每天人工巡检管线收集数据，增加了维护费用。如果利用管道机器人的步行机构进行机械定位，那么由于步行机构打滑，就会造成定位不准；如果采用有线机器人，依靠电线的长度进行定位，那么就带来电缆的消毒、电线的牵绕等问题;如果采用无线电传输定位，那么当水管为铁管或者钢筋水泥时，信息将无法正确传送。因此有必要通过软硬件结合的方式设计一种极低功耗，同时支持远距离无线通信的供水管网输水管线泄漏探测设备。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种能实现全自动无人自动检测;解决探测设备的功耗要求和无线通信距离之间的矛盾的音频检测装置，解决压力管道液体泄漏的检测问题。
[0007]为了实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现。
[0008]—种音频检侧装置，包括信号传感器、前置放大器、带通滤波器、放大整形电路、倍频器、无线通信模块、电源;所述信号传感器依次与前置放大器、带通滤波器、放大整形电路、倍频器，无线通信模块连接，所述无线通信模块将检测结果向监控中心发送。该装置以预先设定的间隔实时采集沿管壁传播的漏水信号，并对该信号进行判别，将判别结果通过无线网络发送到远程监控中心。
[0009]进一步，所述信号传感器将输入的信号由探头接收后送入前置放大器。
[0010]进一步，所述前置放大器包括运算放大器和可调电位器。
[0011]进一步，所述放大整形电路包括场效应管。
[0012]进一步，所述电源在装置运行时提供2-5微安的电流，在装置待机时提供2-5纳安的电流。
[0013]进一步，所述装置还包括计数显示电路和显示时间控制电路。
[0014]本实用新型的音频检侧装置使用极低功耗，每天在固定时间段，以固定时间间隔进行泄漏音频数据采集，增强了检测的可靠性。数据传输通过无线网络传输，能够实现大范围，远距离的无线数据通信。【附图说明】
[0015]图1为本实用新型音频检侧装置的结构示意图。
[0016]其中:1_信号传感器，2-前置放大器，3-带通滤波器，4放大整形电路，5-倍频器，6-无线通信模块，7-电源，8-计数显示电路，9-显示时间控制电路。【具体实施方式】
[0017]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0018]音频检侧装置各组成部分被放置在防水密闭外壳之内，并且采用防水填充，通讯天线通过天线座及馈线引出；且通过强磁底座或者其它固定方式与管壁吸合，泄漏信号沿管壁传播到压电陶瓷振动信号传感器，传感器输出信号经过前置放大器放大和带通滤波之后，被放大整形电路和倍频器通过无线通信模块发送到远程监控中心。
[0019]具体运算过程是通过对采样信号进行时-频变换，得到信号的频谱特征，基于漏水点的音频特征集中在200-2000HZ频段这一基本原理，搜索此频段内连续出现超过背景噪声幅度的频段，从而判断是否存在漏水，并根据频段的位置和幅度，判断漏水量的大小。具体算法流程如下:处理器平常处于低功耗模式，在每天的固定时间，进入间隔采样工作模式， 每隔30秒钟采样一次沿管道传播的音频特征信号;采集的信号经过预设参数的数字滤波之后，变换成为频谱信号，之后将计算得到的频域信息保存，每次采集之后处理器进入休眠状态。在累积多次采样结束之后，处理器读取所存储的当天历史信息，对位于漏水频段频点， 且频谱幅度大于预设判别门限的信号存在的连续性进行判断，当连续次数大于预设判别门限时，判断设备处于漏水判别状态。在系统连接网络之后，通过SOCKET方式连接预先设定的数据中心服务器，将结果上传后重新进入休眠。
[0020]实施例1
[0021]上述的音频检侧装置，其中所述电源在装置运行时提供2微安的电流，在装置待机时提供5纳安的电流。[〇〇22] 实施例2
[0023]上述的音频检侧装置，其中所述电源在装置运行时提供5微安的电流，在装置待机时提供2纳安的电流。[〇〇24] 实施例3
[0025]上述的音频检侧装置，其中所述电源在装置运行时提供3.5微安的电流，在装置待机时提供3.5纳安的电流。
[0026]实施例4
[0027]上述的音频检侧装置，其中所述电源在装置运行时提供2微安的电流，在装置待机时提供3.5纳安的电流。
[0028]实施例5
[0029]上述的音频检侧装置，其中所述电源在装置运行时提供3.5微安的电流，在装置待机时提供5纳安的电流。
[0030]实施例6
[0031]上述的音频检侧装置，其中所述电源在装置运行时提供5微安的电流，在装置待机时提供3.5纳安的电流。
[0032]应当说明的是，以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制。 所属领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【主权项】
1.一种音频检侧装置，其特征在于，包括信号传感器、前置放大器、带通滤波器、放大整 形电路、倍频器、无线通信模块、电源;所述信号传感器依次与前置放大器、带通滤波器、放 大整形电路、倍频器，无线通信模块连接，所述无线通信模块将检测结果向监控中心发送。2.根据权利要求1所述音频检侧装置，其特征在于，所述信号传感器将输入的信号由探 头接收后送入前置放大器。3.根据权利要求1所述音频检侧装置，其特征在于，所述前置放大器包括运算放大器和 可调电位器。4.根据权利要求1所述音频检侧装置，其特征在于，所述放大整形电路包括场效应管。5.根据权利要求1所述音频检侧装置，其特征在于，所述电源在装置运行时提供2-5微 安的电流，在装置待机时提供2-5纳安的电流。6.根据权利要求1所述音频检侧装置，其特征在于，所述装置还包括计数显示电路和显 示时间控制电路。
【文档编号】G01M3/00GK205579020SQ201620182871
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】黄晓东, 陈锡园
【申请人】上海万寅安全环保科技有限公司, 华鼎科技集团有限公司