一种管道监测方法及系统与流程

本技术涉及给水管道，尤其涉及一种管道监测方法及系统。

背景技术：

1、近年来，随着我国城镇化进程的加快，供水管道的长度也不断增加，据数据统计，相较于2011年，2020年供水管道长度同比增加75％。而值得注意的一点是，输水管网在日常运营的过程中，往往出现管道老化、锈蚀、维护不及时等问题，导致供水管道漏损或阻塞等现象时有发生，严重损伤了输水管网的供水机能。

2、例如，由于输水管网大多为有压管，且多数埋设在地表下，常受到外部负载以及土壤化学腐蚀的作用，从而导致管道会发生形变或漏损。而输水管道漏损不仅会引起压力降低、水资源浪费，而且还会发生地基冲刷、土壤流失，甚至道路下沉等现象，严重影响了人们的生命和财产安全。此外，再例如，由于自来水体内通常还具有铁细菌等微生物，当使用铸铁、钢等作为输水管道的原材料时，输水管网内壁会不断受到腐蚀，产生铁锈或发生内衬剥落，随着管道使用年限的增加，铁锈等悬浮物在管内进行堆积，使得水管老化，通水能力下降，管内流速发生改变，从而导致供水水质下降，进而影响市民身体健康。

3、在现有技术中，常用的输水管道的漏损检测方法主要包括声学探测法、红外光谱法、探地雷达法、管道内窥法及压力监测法。声学探测法适用于埋深较浅的金属漏损，但其受外界噪音影响较大，探测精度低；探地雷达虽然探测精度较高，但其运行成本大，检测耗时长，且对人员操作能力要求较高；管道内窥法通过遥控机器人在管道内移动并摄像，对漏损区域进行拍摄记录，便于专业人员进行方案判断，但该方法机器人造价昂贵，且检测前需将管道内的水全部排出，时间及经济成本较高，不利于进一步推广；压力监测法通过监测沿线管道内部压力，利用压力变化对管道漏损区域进行判断，判断标准单一，而且易受水锤等水力现象的干扰，无法准确定位管道漏水区域，导致检修、维护不及时，造成财产损失。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种管道监测方法及系统，从而可以提高管道健康监测的精准度，降低运维成本。

2、本发明的技术方案具体是这样实现的：

3、一种管道监测方法，包括如下步骤：

4、在待测管道中设置至少一个探测器，并使得所述探测器在所述待测管道内的液体中顺流漂浮；

5、所述探测器按照预设时间间隔在当前位置处的管道横断面内发射电磁波，并获取当前位置处的位置数据、压力数据以及被管壁反射的电磁波数据；

6、根据所获取的电磁波数据得到当前位置处的电磁波的平均振幅，并根据当前位置处的电磁波的平均振幅、压力数据和预设的误差阈值，确定待测管道的当前位置处的健康状况。

7、较佳的，所述预设的误差阈值包括压力误差阈值和平均振幅误差阈值；其中，压力误差阈值是在正常管道内测得的压力数据与预设的压力误差系数的乘积；平均振幅误差阈值是在正常管道内测得的电磁波的平均振幅与预设的振幅误差系数的乘积。

8、较佳的，所述根据当前位置处的电磁波的平均振幅、压力数据和预设的误差阈值，确定待测管道的当前位置处的健康状况包括：

9、计算待测管道内当前位置处的压力与压力误差阈值之间的压力差值，根据压力差值与预设的第一波动值和/或第二波动值的大小，初步确定待测管道内当前位置处的健康情况；

10、计算待测管道内当前位置处的电磁波的平均振幅与平均振幅误差阈值之间的振幅差值，根据振幅差值与预设的第三波动值的大小，进一步确定待测管道内当前位置处的健康情况。

11、较佳的，所述根据压力差值与预设的第一波动值和/或第二波动值的大小，初步确定待测管道内当前位置处的健康情况包括:当待测管道内的当前位置处的压力减压力误差阈值得到的压力差值大于或等于第二波动值时，初步确定当前位置处发生水锤，或者当前位置的管道出现凸起或凹陷；

12、所述根据振幅差值与预设的第三波动值的大小，进一步确定待测管道内当前位置处的健康情况包括：当所述当前位置处的电磁波的平均振幅减平均振幅误差阈值得到的振幅差值大于或等于第三波动值时，则确定所述当前位置处的管道出现凸起或凹陷；否则，确定所述当前位置处发生水锤，管道无损伤。

13、较佳的，所述根据压力差值与预设的第一波动值和/或第二波动值的大小，初步确定待测管道内当前位置处的健康情况包括:当待测管道内的当前位置处的压力与压力误差阈值之间的压力差值小于或等于第一波动值时，初步确定当前位置处的管道无损伤；

14、所述根据振幅差值与预设的第三波动值的大小，进一步确定待测管道内当前位置处的健康情况包括：当所述当前位置处的电磁波的平均振幅减平均振幅误差阈值得到的振幅差值大于或等于第三波动值时，则确定所述当前位置处的管道出现凸起或凹陷；否则，确定所述当前位置处的管道无损伤。

15、较佳的，所述根据压力差值与预设的第一波动值和/或第二波动值的大小，初步确定待测管道内当前位置处的健康情况包括:当待测管道内的当前位置处的压力与压力误差阈值之间的压力差值大于第一波动值并小于第二波动值时，初步确定当前位置处的管道无损伤；

16、所述根据振幅差值与预设的第三波动值的大小，进一步确定待测管道内当前位置处的健康情况包括：当所述当前位置处的电磁波的平均振幅减平均振幅误差阈值得到的振幅差值大于或等于第三波动值时，则确定所述当前位置处的管道出现凸起或凹陷，或者出现管道内衬剥落异物堆积的现象；否则，确定所述当前位置处的管道无损伤。

17、较佳的，所述根据压力差值与预设的第一波动值和/或第二波动值的大小，初步确定待测管道内当前位置处的健康情况包括:当压力误差阈值减待测管道内当前位置处的压力得到的压力差值大于或等于第二波动值时，初步确定当前位置处的管道出现了漏损现象，或者水泵停止供水导致；

18、所述根据振幅差值与预设的第三波动值的大小，进一步确定待测管道内当前位置处的健康情况包括：当所述当前位置处的电磁波的平均振幅减平均振幅误差阈值得到的振幅差值大于或等于第三波动值时，则确定水泵停止供水导致；当平均振幅误差阈值减所述当前位置处的电磁波的平均振幅得到的振幅差值大于或等于第三波动值时，则确定当前位置处的管道出现了漏损现象；否则，确定所述当前位置处的管道无损伤。

19、一种管道监测系统，包括：至少一个探测器和处理模块；

20、所述探测器设置于待测管道中，在所述待测管道内的液体中顺流漂浮；所述探测器用于按照预设时间间隔在当前位置处的管道横断面内发射电磁波，并获取当前位置处的位置数据、压力数据以及被管壁反射的电磁波数据；

21、所述处理模块用于根据所获取的电磁波数据得到当前位置处的电磁波的平均振幅，并根据当前位置处的电磁波的平均振幅、压力数据和预设的误差阈值，确定待测管道的当前位置处的健康状况。

22、较佳的，所述管道监测系统还包括多个无线数据接单元，多个无线数据接单元间隔预设的距离设置在待测管道的旁侧，用于接收探测器发射的位置数据、压力数据和电磁波数据，并将位置数据、压力数据和电磁波数据作为信号数据传输给处理模块。

23、较佳的，所述管道监测系统还包括显示模块，显示模块进一步包括：预警单元和维修显示单元；

24、所述预警单元用于根据管道的健康状况发出管道异常警报；

25、所述维修显示单元用于根据管道的健康状况显示异常管段的具体位置和具体问题。

26、如上可见，在本发明中的管道监测方法和系统中，利用反射电磁波的平均振幅与压力两项指标结合，来判断管道亚健康的情况，可以实现对管道的精准监测；进一步地，监测过程不影响管道的日常使用，无需开挖、排水等额外施工，对管道损伤小，且监测方式便捷，无需昂贵设备，对人员操作能力和技术要求也较低，从而降低了运维成本。还可以及时发现管道异常情况，从而可以及时或提前处理管道问题，防止管道因维修不及时而导致严重损坏，造成人力物力损失。