一种输水管道泄露监测传感器的制作方法

本发明属于光电传感技术领域，尤其是涉及一种输水管道泄露监测传感器。

背景技术：

混沌测量方法具有极高的测量灵敏度和对任何零均值噪声均具有极强的“免疫”力是它最突出的特点，这一特点决定了混沌测量方法可以应用于任何零均值噪声背景下微弱信号的参数估计,混沌系统的一个重要特性是对初始条件(初始相位)和参数(相位、频率、幅值)的极度敏感性。

输水管道在正常运行过程中，由于泵、电机和其它动力系统运行相对平稳，能量相对集中，大部分能量谱都集中在低频分量上，对外输出的振动和声波都处于2000hz以下的低频分量。这部分分量经过采集和放大后进入信号处理板(内置混沌系统)，混沌系统对输入信号频率非常敏感，对于低频输入信号，混沌系统不会产生相变。如果输水管道出现爆管或者管涌渗漏等情况，对外输出的高频分量就会出现，混沌接收信号板对频率较高的振动信号产生相应，整个系统的轨迹发生变化，根据这个原理，采用混沌声纹分析技术设计一种输水管道泄露监测传感器，该传感器实时采集输水管道的声纹信息，进行混沌解算，一旦出现高频连续分量，就会发出预警。传感器的灵敏度高，动态响应好，适合大规模输水管道的泄漏检测。

目前国内外基于信号分析技术的管道泄漏检测系统，普遍采用模拟放大加信号采集和频谱分析技术，这种方法精度不高，容易受到噪声的干扰而失效。混沌信号检测方法灵敏度高，频率选择性强，适合做故障的精确识别

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种输水管道泄露监测传感器，实现对管道的泄漏噪声进行精确计算和定位。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种输水管道泄露监测传感器，包括固定基座，所述固定基座通过弹性传导部件连接振动加速度传感器，振动加速度传感器经过信号采样放大后将信号通过同轴电缆连接混沌信号检测电路，通过光纤输出接口将信号输出。

进一步的，所述混沌信号检测电路由供电电源电路、被测量信号输入端、放大和积分电路、乘法器电路、反馈放大电路和基准信号输入端构成。

进一步的，所述混沌信号检测电路的供电电源电路为整个电路提供电源，被测量信号输入端的输入信号经过放大和积分电路将正弦周期信号放大，采用乘法器电路对输入信号与基准信号输入端输入的基准信号相乘，通过反馈放大电路将输出信号回送到被测量信号输入端，经过振荡耦合后形成混沌输出。

相对于现有技术，本发明所述的一种输水管道泄露监测传感器具有以下优势：本发明将接收的信号输入混沌信号检测电路，由此可快速计算出输入声波信号的频谱特征，对管道泄漏强度进行实时分析，该传感器相对传统的分析方法，测量灵敏度、对环境噪声的抗干扰能力、探测精度等都有较好的特征，接收信噪比低，响应速度快等特点。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种输水管道泄露监测传感器的安装连接示意图；

图2为本发明实施例所述的一种输水管道泄露监测传感器的混沌信号检测电路；

附图标记说明：

1-固定基座；2-弹性传导部件；3-振动加速度传感器；4-混沌信号检测电路；5-光纤输出接口；6-低频消音材料；7-供电电源电路；8-被测量信号输入端；9-放大和积分电路；10-乘法器电路；11-反馈放大电路；12-基准信号输入端。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，采用低频消音材料6，将传感器振动采集系统的其它部分包裹起来，主要目的是减少外界噪声信号的干扰，整个传感器构件通过固定基座1安装到管道外层中，通过弹性传导部件2将振动加速度传感器3连接，振动加速度传感器3经过信号采样放大后将信号通过同轴电缆连接，将信号送入混沌信号检测电路4，检测电路图详细如图2所示。混沌信号检测电路4能够很精确的对输入振动信号的频率进行计算，然后通过光纤输出接口5将信号输出。

混沌信号检测电路4的工作原理是由供电电源电路7和被测量信号输入端8、放大和积分电路9、乘法器电路10、反馈放大电路11和基准信号输入端12构成。电路的供电电源电路7为整个混沌系统提供电源，被测量信号输入端8的输入信号经过放大和积分电路9将正弦周期信号放大，采用乘法器电路10对输入信号与基准信号输入端输入的基准信号12相乘，经过反馈放大电路11将输出信号回送到被测量信号输入端8，经过振荡耦合后形成混沌输出。如果输入信号和基准信号是同频率信号，那么输出端的状态就是混沌的，如果频率不相同，输出信号就是非混沌状态，采用这种结构检测声波振动信号的状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种输水管道泄露监测传感器，包括固定基座，所述固定基座通过弹性传导部件连接振动加速度传感器，振动加速度传感器经过信号采样放大后将信号通过同轴电缆连接混沌信号检测电路，通过光纤输出接口将信号输出。本发明将接收的信号输入混沌信号检测电路，由此可快速计算出输入声波信号的频谱特征，对管道泄漏强度进行实时分析，该传感器相对传统的分析方法，测量灵敏度、对环境噪声的抗干扰能力、探测精度等都有较好的特征，接收信噪比低，响应速度快等特点。

技术研发人员：衣文索;周钊名
受保护的技术使用者：天津市誉航润铭科技发展有限公司
技术研发日：2016.12.30
技术公布日：2017.08.18