技术领域本发明属于地下管网监测领域，具体的说是一种基于电子成像技术监测的地下管网系统及监测方法。
背景技术：
随着中国工业和科技现代化的发展，城镇化水平逐年提高，2010年，中国的城镇化率已经达到46.6％，预计2020年将在55％至60％之间。现今，城镇的地下管网承载、承压负荷急剧增加，各类事故进入高发期，造成的经济损失巨大，因此，旧网改造和新网建设对接迫在眉睫。当前，地下管网的检测技术的分类，可分为直接检测法和间接检测法。其中，直接检测法是对管道泄漏出的物质进行检测，主要有：检漏电缆系统法、导电高聚物检漏法、示踪剂检测法和光纤泄漏检测法等。间接检测法是对泄漏时产生的现象进行检测，主要有：压力波检漏法、水力坡降线法、质量平衡法、统计决策法、和声信号分析法等。由于地下管网的复杂性，以上任何单一的方法都难以满足实际的工作要求，尤其对于预测和预警的难度更大。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种基于电子成像技术监测的地下管网系统及其监测方法，该系统和方法将检漏和测堵结合，具有加大测量的信息量和提升分析软件的功能，在检测和预测上，能实现高效检漏和测堵。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于电子成像技术监测的地下管网系统，使地下管道产生电流的两个供电电极、地下管网检漏和测堵的数据采集模块、设置于控制室内的中央处理器以及与所述数据采集模块和中央处理器相通信的传输系统；所述供电电极向地下供电，电流从正极供入地下再回到负极，在地下监测区域形成一个电场；所述数据采集模块通过传感器单元采集监测区域节点的物理量，所述中央处理器设有能获取监测区域中电导分布的运算模块，用于根据运算得出节点的电导数值判断是否存在管道泄漏，所述运算模块中的工作方程包括：▿·R-1▿V=f]]>其中边界条件：对于微小边界面积有V＝V0R-1∂V/∂n=J0]]>式中：V—为管道中检测区域的电势能函数；R-1—为管道中检测区域的电导；—拉普拉斯算符；V0—边界点的电势能函数；J0—边界点的传导电流密度；n—为单位体积内的载流子数目。本发明的测量管道对象为金属管道，由于金属管道的导电性良好，其对电流有“吸引”作用，使电流密度的分布异常。当管道发生泄漏时，管道上的传感器接收的电压会发生变化，根据此特征信号的变化可定位泄漏点。同时可根据变化电压的变化数值判断是否发生堵塞。其中，所述传感器单元包括可对监测节点的电流、电压进行测量的传感器。进一步的优选方案中，所述传感器单元设于管道边界上和/或管道壁内。本发明进一步的改进方案中还可实现，所述运算模块还包括有电导率的运算方程，所述中央处理器还用于通过监测的变化电流电压值根据欧姆定律计算电导值；通过与管道结构相关的电极常数确定电导率，根据介质标准电导率比对，推断出相应物质。。本发明的传输系统一个优选方案中，所述传输系统包括设于管道外壁的无线发射器、区域节点装置和检测信号交换机，所述检测信号交换机通过区域节点装置接收无限发射器的信号，并实现与所述中央处理器的数据传输。为使监测的电压数据更直观地展示，所述中央处理器中设有软件界面，所述软件界面用于显示经过运算模块运算的节点的电导数据，并通过流体截面图形的颜色比对反应管道的高低压状况。本发明另一方面还提供了一种基于电子成像技术监测的地下管网系统的监测方法，按以下步骤进行：步骤一、地下管道的监测区域中多点设置包括电流、电压参数的传感器单元，在地面排列供电电极使地下形成一个电场；步骤二、中央处理器通过传输系统获取数据采集模块获取节点的各传感器单元的物理量；步骤三、中央处理器经过电导运算模块运算获得监测节点的电导数据，并根据电导数据的变化判断管道是否泄露；步骤四、中央处理器通过软件界面中将电导数据用图形的颜色比对反应出来；步骤五、存储模块连续存储实时在线数据和图形数据。其中所述步骤三中运算模块的运算过程包括下述方程运算：▿·R-1▿V=f]]>其中边界条件：对于微小边界面积有V＝V0R-1∂V/∂n=J0]]>进一步地，所述步骤三软件界面中图形的颜色比对具体为：图形为管道的流体截面构造，且在流体截面图形中相应部位用不同颜色显示高电压区和低电压区，同时设有颜色调节键分别对高电压区和低电压区进行调节。更进一步地，所述检测方法还包括步骤三、所述中央处理器还根据电导率运算方程计算出监测节点的电导率具体数值，从而推断出相应物质。本发明具有以下有益效果：1.本发明是基于电子成像技术，可得到实时在线的大量电信号数据，适用于多相流体(可用于混浊流体)，解决了光学方法的难题。本发明得到的电信号由我们的软件转换成数字信号，可用于远距离传输。2.本发明不需要添加任何外来物质，减少了操作成本和难度。本发明具有很高的稳定可靠性，适合长期实时在线监测。3.本发明通过硬件和软件能将检漏和测堵结合，提高预测和预警能力，这是传统方法不能实现的。4.本发明应用高效信号分析软件，得到的输出结果有直观可视性，有利于相关决策和相应的施工方案。5.本发明的传感器具有灵活性，可用于边界式和内置式，大小尺寸也可根据实际情况调整。附图说明图1为本发明地下管网系统的一种实施方式的结构示意图；图2为本发明地下管网系统的又一种实施方式的结构示意图；图3为本发明地下管网系统中软件界面的图形的一种实施方式的示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号标示相同或类似的元件。下面通过参考附图描述的实施例是实例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本发明基于电子成像技术的监测地下管网系统针对已有方法的不足，加大测量的信息量和提升分析软件的功能，在检测和预测上，能实现高效检漏和测堵。图1示出了本发明的一种基于电子成像技术监测的地下管网系统的实施方式，所述地下管网系统包括：使地下管道产生电流的两个供电电极、地下管网检漏和测堵的数据采集模块1、设置于控制室内的中央处理器2以及与所述数据采集模块1和中央处理器2相通信的传输系统3。所述供电电极向地下供电，电流从正极供入地下再回到负极，在地下监测区域形成一个电场；所述数据采集模块1通过传感器单元10采集监测区域节点的物理量，所述中央处理器2设有能获取监测区域中电导分布的运算模块，用于根据运算得出节点的电导数值判断是否存在管道泄漏，所述该运算模块中的工作方程包括：▿·R-1▿V=f]]>其中边界条件：对于微小边界面积有V＝V0R-1∂V/∂n=J0]]>式中：V—为管道中检测区域的电势能函数；R-1—为管道中检测区域的电导；—拉普拉斯算符；V0—边界点的电势能函数；J0—边界点的传导电流密度；n—为单位体积内的载流子数目。上述传感器单元10包括可对监测区域节点的电流、电流进行测量的传感器。本发明的传感器单元10可以制造成两种方案：边界式和内置式。可根据地下管网的实际情况选择单一或综合方案，将所述传感器单元设于管道边界上和/或管道壁内。本发明进一步的改进方案中还可实现，所述运算模块还包括有电导率的运算方程，所述中央处理器还用于根据电导率运算方程计算出监测节点的电导率具体数值，从而推断出相应物质。具体的，通过监测的变化电流电压值根据欧姆定律计算电导值；通过与管道结构相关的电极常数确定电导率。根据介质电导率比对，推断出相应物质，以此类推，对多个节点电导和电导率数值的计算，关联出对应物质分布。图2示出了本发明地下管网系统的又一种实施方式，除与上述的技术方案相同的方案外，所述传输系统3包括设于管道外壁的无线发射器、区域节点装置31和检测信号交换机32，所述检测信号交换机32通过区域节点装置31接收无限发射器的信号，并实现与所述中央处理器2的数据传输。本发明的中央处理器2中设有软件界面，所述软件界面用于显示经过运算模块运算的目标节点的电压数据，并通过图形颜色比对反应管道的高低压状况。在一个实施例中，对于流体截面的电子成像内容包括软件界面，软件界面中包括有流体截面图形、一组电压数据图以及颜色调节键，流体截面图形如图3所示，图形4中分布有高电压区a和低电压区b高，通过不同颜色进行电压区a和低电压区b的对比。本发明的一种基于电子成像技术监测的地下管网系统的监测方法，按以下步骤进行：步骤一、地下管道的监测区域中多点设置包括电流、电压参数的传感器单元(10)，在地面排列供电电极使地下形成一个电场；步骤二、中央处理器2通过传输系统3获取数据采集模块1获取节点的各传感器单元10的物理量；步骤三、中央处理器2经过电导运算模块运算获得监测节点的电导数据，并根据电导数据的变化判断管道是否泄露；步骤四、中央处理器2通过软件界面中将电导数据用图形的颜色比对反应出来；步骤五、存储模块连续存储实时在线数据和图形数据。其中，所述步骤三中运算模块的运算过程包括下述方程运算：▿·R-1▿V=f]]>其中边界条件：对于微小边界面积有V＝V0R-1∂V/∂n=J0]]>式中符号见上述地下管网系统的实施方式。所述步骤三软件界面中图形的颜色比对具体为：图形为管道的流体截面构造，且在流体截面图形中相应部位用不同颜色显示高电压区和低电压区，同时设有颜色调节键分别对高电压区和低电压区进行调节；这种直观的视图能帮助专家和工程人员提高预测和预警能力。所述检测方法还包括步骤所述中央处理器2还根据电导率运算方程计算出监测节点的电导率具体数值，从而推断出相应物质。