本发明涉及一种利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法，该系统包括：第一水声换能器，设于管网中的第一节点处，所述第一水声换能器包括第一水听器和第一信号发生器；第二水声换能器，设于管网中的第二节点处，所述第二水声换能器包括第二水听器和第二单片机；所述第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，信号发生器产生脉冲信号；单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号处理得出漏水点距离第一水声换能器的精确位置。本发明利用第一水声换能器，根据水声信号的特征，对漏水信号进行判断，进而发出参考信号(脉冲信号)，第二水声换能器根据漏水信号和参考信号的时间差，完成漏水地点的定位，从而无需对水声换能器进行同步。
1.一种利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，其特征在于，包括：第一水声换能器，设于管网中的第一节点处，所述第一水声换能器包括第一水听器和第一信号发生器；
第二水声换能器，设于管网中的第二节点处，所述第二水声换能器包括第二水听器和第二单片机；
所述第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，第一信号发生器产生脉冲信号；第二单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号处理得出漏水点距离第一水声换能器的精确位置。
2.根据权利要求1所述利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，其特征在于：所述第一水听器和第一信号发生器之间还依次连接有第一前置放大器、第一滤波器和第一单片机。
3.根据权利要求1或2所述利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，其特征在于：所述第一信号发生器输出端连接有第一功率放大器。
4.根据权利要求3所述利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，其特征在于：所述第二水听器和第二单片机之间还依次连接接有第二前置放大器和第二滤波器；所述第二单片机还连接有第二信号发生器。
5.根据权利要求4所述利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，其特征在于：所述第二信号发生器输出端连接有第二功率放大器。
6.一种通过权利要求1所述系统实现水管里面漏水点检测的方法，其特征在于，包括：第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，第一信号发生器产生脉冲信号；
第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号后，单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号的时间差计算得出漏水点距离第一水声换能器的精确位置。
7.根据权利要求6所述实现水管里面漏水点检测的方法，其特征在于，包括：第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，依次经过第一前置放大器放大、第一滤波器滤波后输入第一单片机，第一单片机判断该信号确实为漏水信号后，则驱动第一信号发生器产生脉冲信号，脉冲信号经第一功率放大器放大后，由水声喇叭将放大后的信号再送回到水中，传至第二水声换能器。
利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及供水管网的检测，具体地指一种利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法。
背景技术
[0002] 我国城市供水管网漏损率达15％～30％，有的地方甚至超过50％。管道泄漏也是世界范围内的普遍问题，据估计，全球范围内管网漏损率平均为20％～30％，每年全世界因此损失超过140亿美元。因此，对水网管路漏水情况必须进行全天候实时监测，并能对漏水位置进行准确测定。
[0003] 目前，大的水网路全天候实时监测是通过在网路的节点处(开关、阀门)安装传感器(流量，声学)的方法实现。测定漏水位置通常是利用两个声学传感器采集漏水信号，然后对这两个信号做时间差的计算。准确计算时间差的关键是两只声学传感器在同一时间采集信号，即同步。当网路节点之间的距离是数百米乃至一两公里时，传感器的同步信号采集就成为问题。理论上说，传感器的同步可以通过有线和无线通信网络实现。然而，一方面，并不是所有的水网节点都有通信网络覆盖，没有通信网络覆盖的水网节点信号就采集不到时间信号，无法实现同步；另一方面，租用通信网络会增加使用单位的运营成本。
发明内容
[0004] 本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统及方法，本发明在两个节点间用两只水声换能器准确测定漏水位置，且无需所述两只水声换能器同步。
[0005] 实现本发明目的采用的技术方案是一种利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统，该系统包括：
[0006] 第一水声换能器，设于管网中的第一节点处，所述第一水声换能器包括第一水听器和第一信号发生器；
[0007] 第二水声换能器，设于管网中的第二节点处，所述第二水声换能器包括第二水听器和第二单片机；
[0008] 所述第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，信号发生器产生脉冲信号；单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号处理得出漏水点距离第一水声换能器的精确位置。
[0009] 在上述技术方案中，所述第一水听器和信号发生器之间还依次连接有第一前置放大器、第一滤波器和第一单片机。
[0010] 在上述技术方案中，其特征在于：所述第一信号发生器输出端连接有第一功率放大器。
[0011] 在上述技术方案中，所述第二水听器和第二单片机之间还依次连接接有第二前置放大器和第二滤波器；所述第二单片机还连接有第二信号发生器。
[0012] 在上述技术方案中，所述第二信号发生器输出端连接有第二功率放大器。
[0013] 此外，本发明还提供一种通过上述利用音源发生器实现水管里面漏水点检测的方法，该方法包括：
[0014] 第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，第一信号发生器产生脉冲信号；
[0015] 第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号后，单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号的时间差计算得出漏水点距离第一水声换能器的精确位置。
[0016] 在上述方法中，第一水听器接收到水中传播的漏水声信号后，依次经过第一前置放大器放大、第一滤波器滤波后输入第一单片机，第一单片机判断该信号确实为漏水信号后，则驱动第一信号发生器产生脉冲信号，脉冲信号经第一功率放大器放大后，由水声喇叭将放大后的信号再送回到水中，传至第二水声换能器。
[0017] 本发明利用第一水声换能器，根据水声信号的特征，对漏水信号进行判断，进而发出参考信号(脉冲信号)，第二水声换能器根据漏水信号和参考信号的时间差，完成漏水地点的定位，从而无需对水声换能器进行同步。
附图说明
[0018] 图1为本发明利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统的结构示意图。
[0019] 图2为本发明所用水声换能器的结构框图。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0021] 如图1所示，本发明利用音源发生器实现水管里面漏水点检测系统包括水声换能器T1和水声换能器T2，水声换能器T1和水声换能器T2分别设于两个节点处，水声换能器T1和水声换能器T2的结构如图2所示，包括：依次连接的水听器、前置放大器、滤波器、单片机、信号发生器、功率放大器。
[0022] 本实施例以该两个节点之间的漏水点来说明本发明是如何实现精确检测的。
[0023] 如图1所示，水声换能器T1和T2之间的距离是L，漏水点到水声换能器T1的距离是L1，漏水点到水声换能器T2的距离是L2，L＝L1+L2。
[0024] 当漏水点的信号(图中向左的漏水信号)到达水声换能器T1时，水声换能器T1立即发出一个水声信号(脉冲信号)到水声换能器T2。水声换能器T2先后收到两个信号：一个是漏水点发出的信号(图中向右的漏水信号)，另一个是水声换能器T1发出的水声信号，由这两个时间差就可算出漏水点到水声换能器T1的距离。下面详细说明计算的过程：
[0025] 设漏水点到水声换能器T1需要的传播时间记为t1，漏水点到水声换能器T2需要的传播时间记为t2，水声换能器T1到水声换能器T2需要的传播时间为T0，T0＝t1+t2。
[0026] 以漏水发生时刻为计时起点，水声换能器T2收到两个信号的时间点分别记为Time1和Time2，则：Time1＝t2，Time2＝t1+T0＝t1+(t1+t2)＝2t1+t2
[0027] 水声换能器T2收到两个信号的时间差Δ＝Time2-Time1＝2t1+t2–t2，所以，t1＝Δ/2。
[0028] T0是信号在两个水声换能器间的传播时间，t1是实际漏水点信号到达水声换能器T1的时间，Δ是水声换能器T2接收到两次信号的时间差，水声换能器T1接收到水中传播的漏水声信号后，依次经过前置放大器放大、滤波器滤波后输入单片机，单片机判断该信号是否为漏水信号，可以通过信号幅值分析、频率分析、漏水信号模板数据库，单片机对输入信号进行幅值分析、频率分析后，在数据库中与模板进行比较，得出判断输入信号是否漏水信号。单片机判断该信号确实为漏水信号后，则驱动信号发生器产生脉冲信号，脉冲信号经功率放大器放大后，由水声喇叭将放大后的信号再送回到水中，传至水声换能器T2。
[0029] 水声换能器T2接收到漏水声信号和脉冲信号后，单片机根据所述第二水听器接收到漏水声信号和脉冲信号的时间差，根据t1＝Δ/2计算漏水点信号到达水声换能器T1的时间t1，再根据声音在水中的速度，即可算出漏水点距离水声换能器的精确位置L1。由于Δ只是两个信号相对T2的时间差，T1和T2之间同步与否无关，所以同步的问题得以解决。上述的计算过程可以通过单片机中写入的程序实现。
[0030] 以上只是说明了精确确定管道中两个节点之间漏水点位置的精确检测，通过在水管网中的节点按本发明系统设置，能够实现对官网中的漏水点进行精确确定。
