自来水管道泄漏相关检测定位系统研究

研究了基于信号互相关分析原理的自来水管线泄漏检测定位技术及其系统组成,重点分析了影响系统时延估计精度的主要因素,并根据测量现场环境噪声复杂多变的特点,采用可程控陷波、滤波参数和程控放大增益的信号调理电路,提高采集信号的信噪比,以提高软件分析的时延估计精度.最后通过对自来水管线泄漏的实际测量验证了该系统的有效性.     

数字输出管道检漏压电传感器的设计

设计了一种用于检测供水管道泄漏声音信号的压电传感器,进行了传感器的选型、硬件电路的设计和各部分软件的设计。根据泄漏检测定位的需要,系统具有信号调理、数据采集和存储、日历时钟电路、USB通信等功能,具备低功耗、存储容量大的特点,为以后泄漏检测定位的信号处理工作提供了必要的数据依据。     

供水管道泄漏定位中基于互谱的时延估计

供水管道泄漏时产生泄漏声波，根据泄漏声波到达安装在管道上的2个传感器的时间差可以估计泄漏位置。减小时延估计的方差必须对信号滤波以提高信噪比，但泄漏信号所在的频带是不能预先确知的。互谱相位谱和相干函数在频域上反映了2个信号的相关性，根据它们估计泄漏信号的频带、设定滤波器截止频率，在较低信噪比的情况下提高滤波效果及检测结果的置信度。实际检测结果表明，该方法减小了泄漏定位的误差。     

基于物联网的燃气管网泄漏检测系统研究

根据城市公共安全管理的需求,设计并实现了一种基于物联网的燃气管网泄漏检测系统。采用高精度压电式动态压力传感器、无线传感器网络和GPS模块实现泄漏瞬变压力波信号的实时同步采集。为保证数据远程传输的实时性和可靠性,采用4G模块MC7710和STM32F405RG微处理器完成了4G网关的设计。远程数据中心采用基于互功率谱相位的广义互相关时延估计方法对现场信号分析和处理,实现了管网中燃气泄漏点的定位。实验结果表明,该系统数据传输稳定可靠,泄漏定位准确度高,能够满足燃气管网泄漏检测的需要。     

供水管道检漏智能数据采集记录器的设计

设计了一种用于检测供水管道泄漏的智能数据采集记录器.进行了敏感元件的选型、硬件电路和传感器工艺结构的设计,并编写了记录器系统应用程序及传感器接口程序.该记录器能够实现对管道泄漏音频信号的采集、存储和传输,并能够根据测量现场环境噪声的变化对采集信号进行自适应处理,以提高采集信号的信噪比.将设计的数据采集记录器用于供水管道泄漏检测实验,结果表明:该记录器可很好地应用于管道泄漏信号检测,并具有较好信噪比.     

集成式多功能振动信号测试系统的研制

针对目前振动信号测试系统的不足之处,研制了集成式多功能振动信号测试系统,适用于多路加速度及位移信号感应、滤波及放大处理、数据采集及分析.系统由传感器、集成式信号采集装置、计算机系统组成.集成式采集装置集信号调理电路、数据采集电路、通信电路、电源电路于一体,其中信号调理电路和数据采集由计算机编程控制,使软件与硬件有机结合在一起.系统自带电源,结构紧凑,集成度高,携带使用方便,测试操作简单易学,应用范围广.最后,经试验测试效果很好.     

基于激波信号的弹丸坐标测量系统研究

以提高声测自动报靶系统的稳定性与测量精度为目的,并根据弹丸坐标自动检测的需求设计了弹丸坐标测量系统。该系统采用压电式超声波传感器作为激波的测量传感器,后续分别设计了信号采集电路与时延计算电路,并设计了上位机程序以实现自动报靶。利用弹丸在飞行中产生的激波在经过不同位置处传感器时产生的时间差,通过建立合适的数学模型,结合TDOA定位算法计算出弹着点坐标值。最终通过实弹射击试验验证了该系统的性能。     

基于声检测的管道内检测器定位系统

管道内检测器是保证管道安全运营的重要工具,定位系统则用来确定管道中的内检测器位置.定位系统基于对声信号检测原理,采用三路信号采集和存储系统.针对硬件系统的非线性相位时延,本文设计了具有线性相位时延的FIR软件滤波系统,并应用互功率谱相位法计算三路信号相对时延,根据几何关系,得到内检测器位置.通过实脸验证了系统的定位作用...     

基于变电站巡检机器人的超声波检测系统的设计与实现

本文研究开发了一种基于变电站巡检机器人的多超声传感器采集系统.系统选用一体化超声传感器,以单片机为控制器,设计了超声波的发射和接收电路,完成了与机器人工控机的通信,并完成了相应的软件程序设计.考虑到变电站的强电磁环境对电子设备的干扰影响,在电路设计上采用大量的滤波电路,提高了系统的抗干扰能力,实现了测量的实时性和准确性.变电站环境应用表明:该系统运行稳定,具有较高的测量精度,对变电站巡检器人在变电站中的应用具有重要意义.     

基于改进经验小波变换及互谱相位差谱的供水管道泄漏声振动定位方法

针对供水管道泄漏声振动信号的信噪比较低导致用于时延估计泄漏定位误差大的问题,提出基于改进经验小波变换及互谱相位差谱的供水管道泄漏定位方法。首先采用小波包分解得到不同尺度的信号能量谱,根据小波包能量谱局部极小值的分布自适应确定频带分割区间,解决了传统经验小波变换中频谱划分问题;然后基于频带分割区间构建正交小波滤波器组对信号进行经验小波变换分解得到多个分量,根据相关系数选取有效分量,同时利用有效分量的互谱相位差谱呈水平变化的频带对有效分量信号进行带通滤波,滤除干扰噪声;最后对滤波后的信号进行互相关时延估计来确定泄漏位置。仿真及实验结果表明,该方法能够有效的实现供水管道泄漏定位,并与互相关、VMD与互谱分析相结合的泄漏定位方法相比,平均相对定位误差分别减少6.7倍和1.5倍。