供水管道泄漏點(diǎn)定位系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、供水管道是保證人們生活、城市發(fā)展以及生產(chǎn)建設(shè)必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。為了保證管道能夠正常運(yùn)行，研究并開發(fā)一套適應(yīng)我國管道狀況的、能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測的、可靠性高的管道漏點(diǎn)定位系統(tǒng)，及時(shí)檢測管道泄漏并確定泄漏源位置，對于節(jié)約水資源具有重要的實(shí)際意義。
　　本文把供水管道實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)作為研究對象，對管道泄漏信號(hào)的生成原理、傳播特征和頻率特性進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上研究用于漏點(diǎn)定位的互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法與 LMS自適應(yīng)濾波時(shí)延估計(jì)算法，并設(shè)計(jì)了一套供水

2、管道泄漏點(diǎn)定位的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要以FPGA芯片EP4CE30F23C8為核心處理器。硬件設(shè)計(jì)主要包含信號(hào)檢測調(diào)理模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理及顯示模塊。其中信號(hào)處理模塊采用SOPC Builder構(gòu)建的SOPC系統(tǒng)來完成，SOPC集成了軟核CPU、SDRAM存儲(chǔ)器、PIO接口及JTAG調(diào)試接口，其作用是控制 A/D采集上、下游管道泄漏信號(hào)并進(jìn)行顯示，以便完成上、下游采樣數(shù)據(jù)的互相關(guān)運(yùn)算及漏點(diǎn)定位。本設(shè)計(jì)采用軟件集成開發(fā)環(huán)境

3、NiosⅡIDE中的 C語言編制泄漏信號(hào)的采集，處理及顯示等核心程序。
　　本論文針對實(shí)驗(yàn)室管道，通過泄漏檢測定位儀獲取管道泄漏波形，并分析泄漏信號(hào)頻率特性，泄漏頻率范圍為50Hz～2kHz。針對微弱的泄漏聲信號(hào)設(shè)計(jì)了FIR數(shù)字濾波器；借助于 Matlab仿真平臺(tái)驗(yàn)證了兩種時(shí)延估計(jì)算法的可行性與有效性；此外對泄漏檢測定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行了仿真，最后將 SOPC硬件系統(tǒng)與NIOSII IDE軟件編寫的程序進(jìn)行連接與調(diào)試，結(jié)果表