供应以用于多种用途的水系统的部分，所述用途例如家用、办公室用、灌溉或通常存在于可居住区内的任何其它用途或服务。或者，管线网络12可为下水道或类似废水网络的部分，而在一些实施例中，管线12可为工业联合体的部分，借此网络内的管道经调适以递送各种流体，例如化学品、油，等等。
[0065]如进一步说明，管线网络12可耦合到经调适以监测网络的进行中的操作的外部系统，包括监测网络的管道内的流体流量以用于辨别例如网络的某一部分是否可能正泄漏或因其它原因以非顺应性方式操作。举例来说，图1说明传感器14及16，其各自在网络中的各种地点处耦合到网络12。因此，传感器14及16可耦合到沿着网络的特定指定点，在所述点处，可方便地或因其它原因而合乎需要地将此类传感器附接至网络。在一个实施例中，传感器14及/或16可移动且可附接至给水栓，例如经调适以向消防员或其它城市工人提供水供应的给水栓。在其它实施例中，传感器可在各种地点处耦合到管线网络内的实际管道。
[0066]传感器14及16可经调适以检测机械振动，以使得所述机械振动可进一步转换为电信号形式，其相干参数(例如振动信号的平均功率)可在适当频率范围中。举例来说，埋入于某一深度处的地下管道，频率范围可在50Hz到500Hz之间，而嵌入于混凝土楼层内的管道，频率范围在500Hz到2kHz之间。因此，传感器14及16可各自进一步包含用于执行前述操作之处理装置以及用于存储所计算的平均功率及获取数据的点处的地点数据的存储器系统。以上传感器描述于以上指出的标题为“用于管道网络中的渗漏检测的方法及系统(METHOD AND SYSTEM FOR LEAK DETECT1N IN A PIPE NETWORK) ”且以引用的方式并入本文中的PCT申请案W012101646A中。
[0067]另外，在一些实施例中，传感器14及16可经由音频麦克风输入而耦合到智能电话(见下文，智能电话20及22)，作为振动传感器。振动传感器可由具有充当加速度计的块体的压电元件形成，或替代地，传感器可具有耦合到液体以使得其充当水听器的压电元件。在此类配置中，传感器产生电信号(电荷或电压)，所述电信号可在向前递送所获取信号以进行进一步处理之前被放大。所属领域的技术人员将了解，此类放大器可购自德州仪器(Texas Instruments) (TLV1012)。其它实施例包含经由USB或蓝牙端口的输入。
[0068]传感器14及16可利用上述USB或蓝牙端口耦合到其它外部移动装置，例如分别耦合到智能电话20及22。应注意，尽管所说明实施例将移动装置分别描述为智能电话20及22，但如本文所描述的本发明技术适用于其它类型的移动装置，例如平板计算机及其它个人数字助理PDA。由此，如本文所描述的移动装置包含无线通信能力，包含但不限于全球定位系统(GPS)、蜂窝式通信、广域通信(例如，WiMax)、局域通信(例如，WiFi)、蓝牙通信及使得前述移动装置能够以多种方式进行通信且为公用及/或私用网络(例如因特网、乙太网或其它通信网络)的部分的其它短程或长程射频(RF)通信。
[0069]另外，传感器14及16到移动装置(例如，智能电话、平板计算机、PDA)的外部耦合使得前述传感器中的每一者能够独立地中继随时间推移而获取的关于网络内可能或正在发生的渗漏的数据。因此，在一些示范性实施例中，传感器14及/或16与相应智能电话20及22之间的耦合可经由蓝牙或其它类似装置来实现。因此，智能电话20及22可耦合到局域网或广域网集线器，例如集线器24，从而形成WiF1、WiMax、蜂窝式及/或其它无线集线器。应注意，智能电话20及22包含经调适以提供装置20及22的地点数据的全球定位(GPS)装置以及智能电话20及22可获取、中继或以其它方式处理的数据的时戳。
[0070]在一个实施例中，智能电话20及22中的每一者可利用其GPS模块用于独立地从GPS系统获得时戳。在如此操作时，智能电话中的每一者可通过经由GPS模块获得重复的时间样本以用于在一定量时间内最终获得多个时间测量值来获得时戳。因此，通过具有此类多个时间样本，智能电话中的每一者可对于样本实行特定指定算法(例如，统计分析)以用于最终获得两个智能电话之间的小于5ms的精确时间测量。在如此操作时，可称智能电话20与22同步。如下文所描述，可获得集线器24及网络的均一且准确的传感器测量值以用于确定管道网络12的渗漏的地点。
[0071]因此，作为网络的部分，集线器24可耦合到也是智能电话可连接到的一般电子网络的部分的一或多个计算装置，例如服务器26。集线器24适于为智能电话20及22提供连接到例如因特网等信息网络的恰当场所，借此可将传感器14及16所获取的数据传送且搜集于供应商、客户端及/或感兴趣或以其它方式负责监测管线网络内的渗漏的实体的网站。另外，服务器26可包含经调适以处理数据以及执行各种例程及算法的一或多个处理器，例如经调适以确定管线网络12是否在其一或多个部分中具有一或多处渗漏的处理器。
[0072]在本发明技术的示范性实施例中，可通过使用智能电话20及22连同从相应传感器14及16接收的数据来检测渗漏18。因为传感器14及16的地点距渗漏18的距离不同，因此每一传感器处的由渗漏产生的信号的到达时间可能不同。因此，举例来说，为依据通过传感器14及16中的每一者获取的信号对渗漏18进行三角测量，在传感器14及16中的每一者处获取的测量信号可能需要一致，换句话说，到达所述传感器的两个信号可能需要在时间上对应以便在确定渗漏18的地点时实现良好相关及准确度。
[0073]因此，在本发明技术的一个示范性实施例中，服务器26可向智能电话20及22两者提供均一时钟以使得两个装置在时间上同步，由此使得装置20及22能够提供经由传感器12及16获得的振动信号的相关测量值。在如此操作时，智能电话20及22中的每一者可获得某一持续时间内的每一时间的重复样本。在实现足够时间样本之后，智能电话中的每一者可即刻对所述样本实行特定指定算法(例如，统计分析)以用于最终获得两个智能电话之间的在2ms到5ms之间的范围内的精确时间测量。
[0074]在另一示范性实施例中，智能电话20与22可彼此通信且例如分别以主从模式操作，以便实现以上同步。在本发明技术的又一示范性实施例中，智能电话20及22可各自利用其自身的相应GPS装置获得时间同步，且获得准确地点以用于进一步确定管线12内的渗漏18的地点。因此，电话之间的实现的同步使得能够记录从传感器14及16采集测量值的特定时间点，即时戳，以使得组合测量相关，如服务器26在处理测量数据时所执行。除了传送到服务器26的时间及位置数据之外，智能电话20及22还可传送关于管线网络自身的数据，包含管道性质(例如，材料、大小、容量)、管线拓扑及其它物理性质。
[0075]在一示范性实施例中，智能电话20及22可形成各自经调适以运行专门用于将渗漏数据传送到服务器26的应用程序的智能电话。此类应用程序可自动地或根据用户的判断而实现恰当同步，如可由服务器26执行或可在电话20与22本身之间进行以使得传感器14及16中的每一者所获得的关于渗漏18的测量数据在获得渗漏18的精确位置时恰当地相关。因此，当由服务器26执行时，智能电话20与22两者的应用程序与服务器26通信以首先实现电话20与22的时钟之间的同步。在如此操作时，服务器可设定时间点，发指令给电话20及22以开始分别从传感器14及16获得测量值。在从电话20及22中的每一者接收到同步测量值之后，服务器26即刻对所接收数据信号进行滤波且其后执行分别从每一电话20及22到达的信号中的每一者之间的交叉相关。在如此操作时，服务器26可执行特定例程及算法以例如找到从所述测量值获得的交叉相关函数的最大值。因此，所属领域的技术人员将了解，可经由各种三角测量方案获得渗漏的地点。
[0076]图2说明根据本发明技术的实施例的用于检测管线网络中的渗漏的另一系统。因此展示管线网络40，其由例如栅格样配置的管道42、44及46形成，所有管道经调适以在不同点之间输送一或多种流体。尽管所说明示范性网络展示特定类型的拓扑，但应注意，本文所述的本发明技术可应用于具有不同拓扑的网络。另外，网络40可为城市水系统、下水道系统的网络或可由城市、城镇或其它城市组织利用的任何管道网络。
[0077]如进一步说明，网络40包含适于检测网络40内的渗漏的第一多个传感器50、52、54及56。传感器50到56永久地附接到网络40的管道，且为用于检测网络40内的渗漏或其它故障的永久性检测系统的部分。固定传感器50到56通常为无线传感器(例如，射频(RF)或蜂窝式)。因此，传感器50到56可连接到经调适以中继传感器50到56所获取的关于网络状态(例如，如在网络内产生渗漏的情况下可能出现的状态)的数据的各种有线或无线通信系统。因此，具有传感器50到56的系统还可经调适以提供关于管线网络40的状态的连续及周期性信息，以使得通过中央监测设施(例如可由网络40所位于的市区使用的那些设施)规律性地监测网络40。
[0078]所述图进一步说明适于监测网络40的任何流体渗漏的第二多个传感器60、62、64及66。传感器60到66为移动传感器且也经调适以耦合到例如上文参考图1所描述的智能电话20及22等移动装置，用于中继可提供网络40内的任何渗漏的指示的数据。类似于传感器50到56，传感器60到66也可以物理方式耦合到网络40的管道且分散于网络各处。因此，传感器60到66可类似于上文关于图1所说明的传感器14及16。智能电话20及22连同传感器60到66的使用可提供另一渗漏检测层(除了具有传感器50到56的系统所提供者之外)。因此，举例来说，在第一操作模式中，渗漏70可能发生于网络40内或沿着网络40发生。因此，第一检测层可由永久性传感器50及52提供，所述永久性传感器可例如利用三角测量用于以某一确定性定位渗漏70。为改善准确度，传感器60及62可以上文所描述的传感器14及16的方式操作以提供另一检测层，且由此增大网络40内的渗漏70的定位准确度。因此，相应智能电话可分接传感器60及62以获得数据，S卩，振动信号、到达时间、GPS地点等等，所述数据可用于以较大准确度进一步查明渗漏70的地点。在此操作模式中，智能电话20及22 (分别耦合到传感器60及62)可各自经由其相应GPS模块获得重复时间信号。如上文参考图1所描述，智能电话中的每一者所获得的时间样本可经处理以获得智能电话之间的极准确时间，以使得可从传感器60及62采集同步测量值。因此，移动传感器可提供关于渗漏70的额外地点信息。可通过组合来自各种来源的数据(例如由具有传感器50到56的系统提供的数据及由具有移动耦合能力的传感器60到66的系统提供的数据)实现对网络40内的渗漏的此类多层检测。由两个检测系统提供的数据可经组合且由中央系统(例如服务器26) —起分析以获得定位渗漏70的较大准确度。
[0079]在第二操作模式中，一或多个固定传感器(即，传感器50到56)可与一或多个移动传感器(即，传感器60到66)同步及/或相关。因此，举例来说，为了获得渗漏70的地点，固定传感器52可经由上文所提及的类似时间取样程序与移动传感器62 (使用耦合到传感器62的智能电话)同步。换句话说，固定传感器52可经由GPS或经由例如服务器26等中央服务器获取重复的时间样本信号。类似地，例如耦合到移动传感器62的智能电话20等智能电话也可获取时间样本，借此智能电话与传感器52两者可在每一装置实现恰当算法之后变得同步，以用于获得装置(即，耦合到传感器62的智能电话与固定传感器52)之间的在5ms内或小于5ms的准确时间。一旦所有前述装置同步，就可同步地采集来自传感器52及62的测量值，以使得那些测量值可经搜集及分析以提供出现于其间的渗漏70的准确地点。此类分析可例如由中央计算机(例如由服务器26的一个部分)来执行。
[0080]因此，使固定网络的一或多个传感器(即，传感器50到56)与一或多个移动传感器(即，传感器60到66)同步的能力提供另一多层检测系统，其在检测管线网络中的渗漏时灵活且功能多样。实际上，经由智能电话使移动传感器与网络内的固定传感器同步的能力提供可适于管道网络中的不同条件的动态检测系统。
[0081]图3说明根据本发明技术的实施例的用于检测管线网络内的渗漏的信号。如所说明，曲线图描绘从用于检测管线网络(例如上文所描述的网络12及40)内的渗漏的存在的传感器(即，14及16)获得的振动信号。在所说明的实施例中，信号80可为第一传感器(即，图1的传感器14)的信号，其提供具有可能对应于管线网络内的可能渗漏的某一振幅(随时间而变)的输出信号。如图3进一步说明，信号82为另一传感器(S卩，如图1所说明的传感器16)的信号，其也提供前述渗漏的输出信号。信号80与82可能在振幅上类似，然而，其特征在于相对于彼此的时间延迟(由于每一传感器14与16相对于渗漏18的位置不同)，根据关系V = L/T，其中信号的速度取为距渗漏的距离与信号在传感器处的到达时间的比率。
[0082]应注意，本文所述的交叉相关方法为示范性的，且可使用其它统计方法用于使来自传感器14及16的两个或两个以上信号相关。应进一步注意，用于检测渗漏的以上方法可扩展到在管线网络(例如，分别参考图1及2描述的网络12及40)中使用两个以上传感器。因此，在此类网络中，多个传感器(即，传感器14及16)连同多个智能电话(S卩，20及22)可用以获得管线网络内的渗漏的极准确地点。
[0083]图4为根据本发明技术的实施例的方法的框图。图4描述用于检测管线网络(例如上文所描述的管线网络)内的渗漏的方法。因此，所述方法开始于框100:将第一移动装置(即，智能电话)耦合到管线网络内的第一传感器，借此第一传感器经调适以检测管道网络内的渗漏。框100的步骤进一步包含将第一智能电话耦合到计算机装置，例如位于网络上且负责处理由传感器14及16获取的数据以用于确定管道网络内的渗漏的地点的应用服务器。在框102处，将第二智能电话耦合到管线网络内的第二传感器，借此第二传感器也经调适以检测管道网络内的渗漏。框102的步骤进一步包含将第二智能电话耦合到应用程序服务器。在框104处，使第一智能电话与第二智能电话同步，且在框106处，使分别从第一传感器与第二传感器获得的测量值相关以用于检测管线网络内的渗漏的地点。
[0084]图5A说明根据一些实施例的用于检测管线网络中的渗漏的地点的系统。如图所示，由各种管道组成的管线网络12具有渗漏18。传感器14及16具备监测及记录关于管线网络12的特性的测量值的能力。传感器14及16可为振动传感器。在一些实施例中，传感器14及16可为其它传感器。提供分别含有GPS模块520及522的智能电话20及22。在其它实施例中，例如平板计算机等其它移动装置可替代智能电话20及22。提供网络524。网络524可为蜂窝式通信网络、广域网、局域网、这些网络的组合，或某一其它类型的网络。应用程序服务器26经提供且执行测量数据的处理以及渗漏检测系统中的其它功能。提供同步调适器530及532。展示GPS卫星550，其中这些卫星为全球定位系统中的在智能电话20及22的通信范围内的各种卫星。
[0085]如图5A中所示，传感器14及16各自能够附接到管线网络12的一部分(如短划线所示)。此附接可为允许传感器14及16容易地附接到管线网络12且从管线网络12分离以使得传感器14及16可容易地从沿着管线网络12的一个地点移动到另一地点的暂时性附接。如图所示，传感器14及16分别与智能电话20及22通信。此通信可采用多种形式。可使用传感器14及16与智能电话20及22之间的有线USB连接促进此通信。可使用传感器14及16与智能电话20及22之间的无线蓝牙连接促进此通信。当使用短程或短距离通信媒体时，传感器14及16与智能电话20及22之间的连接尤其有益。以此方式，传感器14及16可发射所记录的测量值且执行其它通信而不需要含有长程或长距离通信组件。
[0086]如图5A中进一步所示，智能电话20及22借助于网络524与应用程序服务器26通信。智能电话20及22可利用呈网络524形式的长程或长距离通信媒体(例如蜂窝式网络)以便与应用程序服务器26通信。以此方式，与智能电话20及22通信的传感器14及16可使用于沿着管线网络12的各种地点处而不顾及应用程序服务器26的地点。
[0087]如图5A中进一步所示，智能电话20及22的GPS模块520及522分别与GPS卫星550通信。智能电话20及22可出于各种目的而使用GPS模块520及522。智能电话20及22可使用GPS模块520及522来确定智能电话20及22以及传感器14及16所位于的地点。通过此操作，智能电话20及22可向应用程序服务器26告知传感器14及16正监测管线网络12的何部分。智能电话20及22可使用GPS模块520及522来接收时间信息。GPS卫星可提供高度准确的时间信息。由此，智能电话20及22可使用由GPS卫星550借助于GPS模块520及522提供的时间信息。
[0088]如图5A中进一步所示，同步调适器530及532分别与智能电话20及22通信。此通信可采用多种形式。可使用传感器14及16与智能电话20及22之间的有线USB连接促进此通信。可使用传感器14及16与智能电话20及22之间的无线蓝牙连接促进此通信。可使用连接到智能电话20及22的音频插孔的标准音频缆线促进此通信。可通过用以将传感器14及16分别连接到智能电话20及22的实质上相同通信技术促进此通信。另外，同步调适器530及532与GPS卫星550通信。由此，同步调适器530及532含有GPS模块。同步调适器530及532可使用从GPS卫星550接收的信号以便将高度准确的定时信号分别输出到智能电话20及22。
[0089]图5B说明根据一些实施例的用于检测管线网络中