一种管道泄漏检测方法、系统、存储介质和电子设备

背景技术

管道运输(Pipeline transport)是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体和气体物资的运输方式，是一种专门由生产地向市场输送石油、煤和化学产品的运输方式，是统一运输网中干线运输的特殊组成部分。有时候，气动管(pneumatic tube)也可以做到类似工作，以压缩气体输送固体舱，而内里装着货物。管道运输石油产品比水运费用高，但仍然比铁路运输便宜。大部分管道都是被其所有者用来运输自有产品。因此，提高管道运输能力，保证管道安全已经成为一项非常严峻的任务，设计研发一种管道泄漏的检测装置，对于及时发现泄漏源进行修补，防止泄漏进一步扩大有重要意义。

当管道发生泄漏时，使用高效的泄漏检测方法能够及时的检测到泄漏的发生并精确地定位出泄漏位置，可以尽可能的把损失降到最低。对于管道泄漏检测方法，要保证其检测的准确率高、错报率低，而且要适应不同的环境和可维护性。不同的管道泄漏检测方法所采用的技术手段和检测设备也有很大的区别，管道泄漏检测需要结合很多领域的知识和手段。然而，在现有的管道泄漏检测方法中，①管内通球法虽然检测精度高、定位准确，但造价和维护成本昂贵且不适用于口径较小的管道，因此使用较少。②负压波法因为其原理简单，在运输液体的管道泄漏检测中被大量使用，但在运输气体的管道中很少被提及，因为负压波法只适用于泄漏量较大流体介质流失多的情况中，这种情况泄漏点处压力差较大，容易形成明显的负压波信号。而在气体管道泄漏和泄漏量较小时，压降并不明显，对压力传感器的灵敏度要求很高。③声波检测法相比于负压波法适用性更强，而且声波信号衰减较慢、传播距离更远。但是在现有声波检测中，往往仅通过单个声波检测器对管道进行检测，且管道内部外部可能存在噪音干扰，且声发射信号随管道传递而衰减，使得获取的声发射信号与真实信号差距较大，从而获取的信息不准确，使得管道泄漏检测结果不准确，精度较低，效率低下。

因此，亟需提供一种技术方案解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种管道泄漏检测方法、系统、存储介质和电子设备。

本发明的一种管道泄漏检测方法的技术方案如下：

当压力传感器检测到待测管道发生泄漏时，基于设置在所述待测管道上游的第一声波传感器采集到第一原始声波信号所消耗的第一时长和设置在所述待测管道下游的第二声波传感器采集到第二原始声波信号所消耗的第二时长，得到目标时间差；

将所述第一原始声波信号输入至仿真管道噪音过滤模型中进行过滤处理，得到第一目标声波信号，并将所述第二原始声波信号输入至所述仿真管道噪音过滤模型中进行过滤处理，得到第二目标声波信号，基于所述第一目标声波信号和所述第二目标声波信号，对原始信号传播速度进行修正，得到目标信号传播速度；其中，所述原始信号传播速度为：所述第一原始声波信号或所述第二原始声波信号的传播速度；

基于所述目标信号传播速度、所述目标时间差以及两个声波传感器之间的原始距离值，得到所述第一声波传感器与泄漏点之间的第一距离值以及所述第二声波传感器与所述泄漏点之间的第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值，确定所述泄漏点的目标位置。

本发明的一种管道泄漏检测方法的有益效果如下：

本发明的方法在解决管道泄漏检测过程中噪音干扰的同时，提高了管道泄漏点定位的准确性。

在上述方案的基础上，本发明的一种管道泄漏检测方法还可以做如下改进。

进一步，所述基于所述目标信号传播速度、所述目标时间差以及两个声波传感器之间的原始距离值，得到所述第一声波传感器与泄漏点之间的第一距离值以及所述第二声波传感器与所述泄漏点之间的第二距离值的步骤，包括：

将所述目标信号传播速度、所述目标时间差和所述原始距离值输入第一预设公式，得到所述第一声波传感器与所述泄漏点之间的第一距离值；其中，所述第一预设公式为：A

将所述目标信号传播速度、所述目标时间差和所述原始距离值输入第二预设公式，得到所述第二声波传感器与所述泄漏点之间的第二距离值；其中，所述第二预设公式为：A

进一步，所述根据所述第一距离值和所述第二距离值，确定所述泄漏点的目标位置的步骤，包括：

根据所述第一声波传感器的当前位置和所述第一距离值，得到所述泄漏点相较于所述第一声波传感器的第一位置，并根据所述第二声波传感器的当前位置和所述第二距离值，得到所述泄漏点相较于所述第二声波传感器的第二位置；

当所述第一位置与所述第二位置为同一位置时，将所述第一位置或第二位置确定为所述目标位置；

当所述第一位置与所述第二位置不为同一位置时，基于所述第三预设公式、所述第一位置和所述第二位置，确定所述目标位置；其中，所述第三预设公式为：S＝(S

进一步，还包括：

当所述压力传感器检测到所述待测管道内部存在负压波信号时，则判定所述待测管道发生泄漏。

进一步，还包括：

当所述待测管道未发生泄漏时，根据所述待测管道的至少一种类型的管道噪音构建所述仿真管道噪音过滤模型；其中，管道噪音的类型包括：电子元器件噪声、管道材质噪声、管道外预设距离内的噪声、管道内部流体介质噪声和气体介质噪声。

本发明的一种管道泄漏检测系统的技术方案如下：

包括：获取模块、处理模块和检测模块；

所述获取模块用于：当压力传感器检测到待测管道发生泄漏时，基于设置在所述待测管道上游的第一声波传感器采集到第一原始声波信号所消耗的第一时长和设置在所述待测管道下游的第二声波传感器采集到第二原始声波信号所消耗的第二时长，得到目标时间差；

所述处理模块用于：将所述第一原始声波信号输入至仿真管道噪音过滤模型中进行过滤处理，得到第一目标声波信号，并将所述第二原始声波信号输入至所述仿真管道噪音过滤模型中进行过滤处理，得到第二目标声波信号，基于所述第一目标声波信号和所述第二目标声波信号，对原始信号传播速度进行修正，得到目标信号传播速度；其中，所述原始信号传播速度为：所述第一原始声波信号或所述第二原始声波信号的传播速度；

所述检测模块用于：基于所述目标信号传播速度、所述目标时间差以及两个声波传感器之间的原始距离值，得到所述第一声波传感器与泄漏点之间的第一距离值以及所述第二声波传感器与所述泄漏点之间的第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值，确定所述泄漏点的目标位置。

本发明的一种管道泄漏检测系统的有益效果如下：

本发明的系统在解决管道泄漏检测过程中噪音干扰的同时，提高了管道泄漏点定位的准确性。

在上述方案的基础上，本发明的一种管道泄漏检测系统还可以做如下改进。

进一步，所述检测模块具体用于：

将所述目标信号传播速度、所述目标时间差和所述原始距离值输入第一预设公式，得到所述第一声波传感器与所述泄漏点之间的第一距离值；其中，所述第一预设公式为：A

将所述目标信号传播速度、所述目标时间差和所述原始距离值输入第二预设公式，得到所述第二声波传感器与所述泄漏点之间的第二距离值；其中，所述第二预设公式为：A

进一步，所述检测模块具体用于：

根据所述第一声波传感器的当前位置和所述第一距离值，得到所述泄漏点相较于所述第一声波传感器的第一位置，并根据所述第二声波传感器的当前位置和所述第二距离值，得到所述泄漏点相较于所述第二声波传感器的第二位置；

当所述第一位置与所述第二位置为同一位置时，将所述第一位置或第二位置确定为所述目标位置；

当所述第一位置与所述第二位置不为同一位置时，基于所述第三预设公式、所述第一位置和所述第二位置，确定所述目标位置；其中，所述第三预设公式为：S＝(S

本发明的一种存储介质的技术方案如下：

存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如本发明的一种管道泄漏检测方法的步骤。

本发明的一种电子设备的技术方案如下：

包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，使所述计算机执行如本发明的一种管道泄漏检测方法的步骤。

附图说明

图1示出了本发明提供的一种管道泄漏检测方法的实施例的流程示意图；

图2示出了本发明提供的一种管道泄漏检测系统的实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1示出了本发明提供的一种管道泄漏检测方法的实施例的流程示意图。如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤110：当压力传感器检测到待测管道发生泄漏时，基于设置在所述待测管道上游的第一声波传感器采集到第一原始声波信号所消耗的第一时长和设置在所述待测管道下游的第二声波传感器采集到第二原始声波信号所消耗的第二时长，得到目标时间差。

其中，①压力传感器通常设置在待测管道的截断阀前或阀后，也可设置在待测管道的其他位置，仅需能够检测出待测管道的压力值即可。

②第一声波传感器为设置在待测管道上游的声波传感器，第二声波传感器为设置在待测管道下游的声波传感器。③第一原始声波信号为第一声波传感器所采集到的原始声波信号，第二原始声波信号为第二声波传感器所采集到的原始声波信号。④第一时长为：第一原始声波信号到达第一声波传感器所消耗的时间(即：第一声波传感器采集到第一原始声波信号所消耗的时间)；第二时长为：第二原始声波信号到达第二声波传感器所消耗的时间(即：第二声波传感器采集到第二原始声波信号所消耗的时间)。⑤目标时间差为：第一时长与第二时长之间的时间差。

需要说明的是：①第一声波传感器和第二声波传感器默认采用相同类型的声波传感器，也可根据实际需求进行调整，在此不设限制。②当管道发生泄漏时，泄漏点管道内外出现压力差，管道内的介质会在泄漏点处产生湍射流，介质与管间的摩擦作用会产生声发射信号(此信号为本实施例中的第一原始声波信号和第二原始声波信号)，该信号会沿着待测管道的管壁向泄漏点上下游传播，通过待测管道上下游的声波传感器对泄漏声发射信号进行采集，通过分析泄漏信息对管道进行泄漏检测和定位。③在本实施例中，第一声波传感器和第二声波传感器同时采集原始声波信号。

具体地，当压力传感器检测到待测管道发生泄漏时，控制器(芯片)根据设置在待测管道上游的第一声波传感器采集到第一原始声波信号所消耗的第一时长和设置在待测管道下游的第二声波传感器采集到第二原始声波信号所消耗的第二时长，得到目标时间差。

步骤120：将所述第一原始声波信号输入至仿真管道噪音过滤模型中进行过滤处理，得到第一目标声波信号，并将所述第二原始声波信号输入至所述仿真管道噪音过滤模型中进行过滤处理，得到第二目标声波信号，基于所述第一目标声波信号和所述第二目标声波信号，对原始信号传播速度进行修正，得到目标信号传播速度。

其中，①原始信号传播速度为：声速，即管道在介质内传播的速度。第一原始声波信号和第二原始声波信号的信号传播速度相同。②仿真管道噪音过滤模型的构建过程为：当待测管道未发生泄漏时，根据待测管道的至少一种类型的管道噪音构建仿真管道噪音过滤模型。③仿真管道噪音过滤模型用于：对原始声波信号进行过滤、去噪处理，尽可能地减少误差。④第一目标声波信号和第二目标声波信号均为：经过模型进行过滤、去噪处理后所得到的声波信号。⑤目标传播速度为：经过对原始信号传播速度进行傅里叶计算所得到的修正后的传播速度。

需要说明的是：管道噪音的类型包括：电子元器件噪声、管道材质噪声、管道外预设距离内的噪声、管道内部流体介质噪声和气体介质噪声。

具体地，控制器将第一原始声波信号输入至仿真管道噪音过滤模型中进行过滤处理，得到第一目标声波信号，并将第二原始声波信号输入至仿真管道噪音过滤模型中进行过滤处理，得到第二目标声波信号，基于第一目标声波信号和第二目标声波信号，对原始信号传播速度进行修正，得到目标信号传播速度。

步骤130：基于所述目标信号传播速度、所述目标时间差以及两个声波传感器之间的原始距离值，得到所述第一声波传感器与泄漏点之间的第一距离值以及所述第二声波传感器与所述泄漏点之间的第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值，确定所述泄漏点的目标位置。

其中，①原始距离值为：第一声波传感器与第二声波传感器之间的距离值。②第一距离值为：第一声波传感器与泄漏点之间的距离值。③第二距离值为：第二声波传感器与泄漏点之间的距离值。④目标位置为：检测得到的泄漏点的位置。

具体地，控制器基于目标信号传播速度、所述目标时间差以及第一声波传感器与第二声波传感器之间的原始距离值，得到第一声波传感器与泄漏点之间的第一距离值以及第二声波传感器与泄漏点之间的第二距离值，并根据第一距离值和第二距离值，确定泄漏点的目标位置。

较优地，所述基于所述目标信号传播速度、所述目标时间差以及两个声波传感器之间的原始距离值，得到所述第一声波传感器与泄漏点之间的第一距离值以及所述第二声波传感器与所述泄漏点之间的第二距离值的步骤，包括：

将所述目标信号传播速度、所述目标时间差和所述原始距离值输入第一预设公式，得到所述第一声波传感器与所述泄漏点之间的第一距离值。

其中，第一预设公式为：A

将所述目标信号传播速度、所述目标时间差和所述原始距离值输入第二预设公式，得到所述第二声波传感器与所述泄漏点之间的第二距离值。

其中，第二预设公式为：A

较优地，所述根据所述第一距离值和所述第二距离值，确定所述泄漏点的目标位置的步骤，包括：

根据所述第一声波传感器的当前位置和所述第一距离值，得到所述泄漏点相较于所述第一声波传感器的第一位置，并根据所述第二声波传感器的当前位置和所述第二距离值，得到所述泄漏点相较于所述第二声波传感器的第二位置。

其中，①第一位置为：根据第一距离值和第一声波传感器的当前位置推算得到的位置。②第二位置为：根据第二距离值和第二声波传感器的当前位置推算得到的位置。

当所述第一位置与所述第二位置为同一位置时，将所述第一位置或第二位置确定为所述目标位置。

当所述第一位置与所述第二位置不为同一位置时，基于所述第三预设公式、所述第一位置和所述第二位置，确定所述目标位置。

其中，第三预设公式为：S＝(S

较优地，还包括：

当所述压力传感器检测到所述待测管道内部存在负压波信号时，则判定所述待测管道发生泄漏。

具体地，每隔预设时间段，控制器控制压力传感器对待测管道进行检测，当压力传感器检测到待测管道内部存在负压波信号时，则判定待测管道已发生管道泄漏。

需要说明的是，①预设时间段可根据实际需求进行设定，如1min，10min等，在此不设限制。②当压力传感器未检测到待测管道内部存在负压波信号时，则判定待测管道没有发生管道泄漏。

本实施例的技术方案在解决管道泄漏检测过程中噪音干扰的同时，提高了管道泄漏点定位的准确性。

图2示出了本发明提供的一种管道泄漏检测系统的实施例的结构示意图。如图2所示，该系统200包括：获取模块210、处理模块220和检测模块230。

所述获取模块210用于：当压力传感器检测到待测管道发生泄漏时，基于设置在所述待测管道上游的第一声波传感器采集到第一原始声波信号所消耗的第一时长和设置在所述待测管道下游的第二声波传感器采集到第二原始声波信号所消耗的第二时长，得到目标时间差；

所述处理模块220用于：将所述第一原始声波信号输入至仿真管道噪音过滤模型中进行过滤处理，得到第一目标声波信号，并将所述第二原始声波信号输入至所述仿真管道噪音过滤模型中进行过滤处理，得到第二目标声波信号，基于所述第一目标声波信号和所述第二目标声波信号，对原始信号传播速度进行修正，得到目标信号传播速度；其中，所述原始信号传播速度为：所述第一原始声波信号或所述第二原始声波信号的传播速度；

所述检测模块230用于：基于所述目标信号传播速度、所述目标时间差以及两个声波传感器之间的原始距离值，得到所述第一声波传感器与泄漏点之间的第一距离值以及所述第二声波传感器与所述泄漏点之间的第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值，确定所述泄漏点的目标位置。

较优地，所述检测模块230具体用于：

将所述目标信号传播速度、所述目标时间差和所述原始距离值输入第一预设公式，得到所述第一声波传感器与所述泄漏点之间的第一距离值；其中，所述第一预设公式为：A

将所述目标信号传播速度、所述目标时间差和所述原始距离值输入第二预设公式，得到所述第二声波传感器与所述泄漏点之间的第二距离值；其中，所述第二预设公式为：A

较优地，所述检测模块230具体用于：

根据所述第一声波传感器的当前位置和所述第一距离值，得到所述泄漏点相较于所述第一声波传感器的第一位置，并根据所述第二声波传感器的当前位置和所述第二距离值，得到所述泄漏点相较于所述第二声波传感器的第二位置；

当所述第一位置与所述第二位置为同一位置时，将所述第一位置或第二位置确定为所述目标位置；

当所述第一位置与所述第二位置不为同一位置时，基于所述第三预设公式、所述第一位置和所述第二位置，确定所述目标位置；其中，所述第三预设公式为：S＝(S

本实施例的技术方案在解决管道泄漏检测过程中噪音干扰的同时，提高了管道泄漏点定位的准确性。

上述关于本实施例的一种管道泄漏检测系统200中的各参数和各个模块实现相应功能的步骤，可参考上文中关于一种管道泄漏检测方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。

本发明实施例提供的一种存储介质，包括：存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如一种管道泄漏检测方法的步骤，具体可参考上文中一种管道泄漏检测方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。

计算机存储介质例如：优盘、移动硬盘等。

本发明实施例提供的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，使所述计算机执行如一种管道泄漏检测方法的步骤，具体可参考上文中的一种管道泄漏检测方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。

所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为方法、系统、存储介质和电子设备。

因此，本发明可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。