地下自来水管道测漏仪的改进设计

　　1水信号检测原理及仪器

　　1.1相关检测的基本原理

　　在杂乱的噪音中，漏水声音是独立的，且管道漏水声音的传播速度与距漏水地点的距离无关;车辆声音是一时性的，与漏水声的连续性不同;相关检测就是利用以上特征判断漏水声音，并通过测量其水声的声波和声波的传播速度找到漏点:相关仪就是基于这一原理进行工作的。原理如图1所示。

　　如果在一条均匀的直管道某处(O点)有漏点，以此点为振动源，振动声从O点向管道两边传播，传播速度为V，在管道A、B两点放两只传感器接触管道，A、B距离为L(这是已知的，或是可测的)，O点距A、B两点的距离分别为LoA和L，(暂设I一(’A>乙m)。A、B两个传感器接受由O传来的t肘刻发出的振动信号，所经的时间为:

　　两者的时间差为

　　且

　　因为管道埋设在地下，我们看不到O点，也不知道L(认和Lol;的长度，已知的是I-和V联立(l)、(2)得:

　　求得乙二(或IJ以)就可以找到漏点的准确位置。

　　1.2仪器原理与实现

　　根据所采用的方法和实际情况，我们设计了适用于测量和声波信号处理的检测系统。该系统不仅能够完成实验阶段的测量任务，而且能够完成漏点的测量定位工作。

　　图2是漏水信号相关检测原理框图，检测时，将A、B两传感器分别置于自来水管道露出的部位两端(见图1)，把埋人在几米深的地下自来水管的微弱漏水声信号经传感器转换成电信号，经过前置放大信号进人有源带通滤波器，使管道漏水声音频率为200Hz一2kHz的信号顺利通过，滤掉其它频率成分，减少噪声干扰，从而使电压达到IV以上，经数据采集卡转换，送主机进行相关处理。

　　2漏水信号检测系统传感器的设计

　　2.1传感器的设计

　　根据地下自来水管漏水信号的特征，我们采用了压电传感器。它在此处的基本功能是把管道漏水引起的振动信号转换为电信号并送至放大器的输入端。

　　将振动的声音信号转换成电信号是压电传感器的基本功能，该传感器根据检测系统需要应提供质量好的电信号，并在实际使用时稳定可靠，符合环境要求，一般来说应满足漏水检测的以下几个要求。

　　a.漏水引起的振动传至地面时，有时非常微弱，就要求它有较高的灵敏度，能感知这一微弱的振动并转换成放大器所需的电信号。

　　b.漏水信号由地面下方传来，传感器应对漏水震动敏感而对其他方向传来的震动和空气声不敏感，这才有利于减少干扰。

　　c.它的频率响应范围符合总体设计要求，应突出某一频段，对要求的这个频段具有高灵敏度，而对其他频段不敏感。