一种基于声信号的pccp爆管预警监测系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于计算机控制技术领域，特别是涉及一种基于声信号的peep爆管 预警监测系统。
【背景技术】
[0002] 预应力钢筒混凝土管（简称PCCP)是指在带有钢筒的高强混凝土管芯上缠绕环向 预应力钢丝，再在其上喷制致密的水泥砂浆保护层而制成的输水管。其是由薄钢板、高强钢 丝和混凝土构成的复合管材，充分而又综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、 耐腐蚀性能，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性。预应力钢筒混凝土管道最早是由法国 邦纳管道公司设计并制造，目前已具有很长的历史。到了 20世纪40年代，欧美国家也开始 纷纷开发和制造预应力钢筒混凝土管道。美国作为世界上最大的预应力钢筒混凝土管道生 产和使用国家，至今己经使用的预应力钢筒混凝土管道的长度己高达28000KM，其中最大的 预应力钢筒混凝土管道直径达7. 6米。除了美国之外，欧洲、美洲、亚洲和非洲中的许多国 家也大量使用预应力钢筒混凝土管道。中国直到20世纪80年代末才开始进行预应力钢筒 混凝土管道的研究、生产和制造。在1989年，山东电力管道工程公司首次从美国引进了先 进的预应力钢筒混凝土管道制作技术。随后，国内许多其他公司也开始陆续引进国外的先 进技术，由此在国内开始大量的生产预应力钢筒混凝土管道。据不完全统计，到2010年底 中国预应力钢筒混凝土管道总计生产量大约为10000公里。由于预应力钢筒混凝土管道与 其他金属管道和非金属管道相比具有很多的优势，因此其在实际工程中有着非常广泛的应 用。山西省万家寨引黄工程就大量使用了预应力钢筒混凝土管道。万家寨的输水工程全长 约140公里，是继小浪底和三峡之后第三大水利工程，其中有三分之一是使用预应力钢筒 混凝土管道。万家寨的输水工程于2002年10月建设完成，这其中PCCP的铺设成功对我国 预应力钢筒混凝土管道的铺设发展起到了重要的推动作用。在2009年，哈尔滨磨盘山供水 工程中使用预应力钢筒混凝土管道的长度达到了 270公里。作为辽宁省的重点饮水项，从 大伙房水库向沈阳等地区供水，该项目也使用了大量的预应力钢筒混凝土管道，总计约有 200公里。除此之外，还有许多的输水工程也用到了 PCCP，据不完全统计，到2010年底，我 国共有5000KM左右的预应力钢筒混凝土管道将投入使用。
[0003] 预应力钢筒混凝土管道的广泛应用带来了巨大而又明显的经济效益和社会效益， 但是在其使用过程中，一旦发生爆管事故就会产生巨大的经济损失，结果将会造成环境破 坏甚至是人员伤亡。PCCP爆管事故在我国很早就有，例如：早期由于用于制管的铝酸盐自 应力水泥、硫铝酸盐自应力水泥的研究不到位，因此在没有了解和掌握预应力钢筒混凝土 管道性能的情况下就开始生产和制造自应力混凝土管，结果导致在安徽蚌埠、湖北武汉、广 西南宁等多地都发生过爆管事故。这些爆管事故都是由于水泥膨胀造成的，爆管事故直接 导致已铺设的管线报废，只好挖出重新更换和铺设。山东省一个水泥制品厂在为南山集团 生产PCCP过程中，由于钢材质量问题，最终导致爆管，损失惨重；石家庄市的自来水公司曾 使用三阶段预应力钢筒混凝土管道铺设管道，由于预应力钢筒混凝土管道外部混凝土保护 3 CN 204387701 U 说明书 2/6页 层的质量问题，通水运行没有几年就发生严重的爆管事故，不得不更换；还有电视台也曾报 导过的宝鸡市发生的8次预应力钢筒混凝土管道爆管事故，还有消息报道，湖北省有的企 业生产的三阶段预应力混凝土管，由于保护层质量差和地下水位高，铺设使用仅三年就发 生爆管事故。近来在天津滨海新区发生的一次预应力钢筒混凝土管道爆管事故中，直接经 济损失高达3900万。据不完全统计，我国每年预应力钢筒混凝土管道爆管事故多达数百次 甚至上千次，带来的直接经济损失都在数亿元以上。因此研宄一种能够监测爆管事故的专 用系统势在必行。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于声信号的PCCP爆管预 警监测系统。
[0005] 为了达到上述目的，本实用新型提供的基于声信号的PCCP爆管预警监测系统包 括：传感器、信号调理电路、数据采集模块和数据传输模块；其中：传感器依次通过信号调 理电路和数据采集模块与数据传输模块相连接；数据传输模块通过无线的方式与远端的数 据服务中心相连接。
[0006] 所述的传感器为监测信号采集装置，选用杭州声学所生产的RHS系列球形标准水 听器，型号为RHS20A。
[0007] 所述基于声信号的PCCP爆管预警监测系统还包括一个与水听器配合的水听器套 筒装置，所述的水听器套筒装置包括法兰盘、套筒和顶丝，其中：法兰盘为圆盘状，其中心处 设有套筒；套筒为空芯圆柱体，其上部位于法兰盘上方，下部置于法兰盘下方部；套筒的下 部装有水听器，水听器通过顶丝与其外面的套筒固定在一起，套筒与法兰盘通过螺纹连接 在一起，而法兰盘则焊接在PCCP上。
[0008] 所述的信号调理电路主要由运放和电阻电容组成，分为三个功能模块：电荷放大 器、信号放大电路和带通滤波器。
[0009] 所述的数据采集模块采用NI公司生产的USB4432数据采集卡。
[0010] 所述的数据传输模块采用周立功公司生产的ZWD-35A无线数传模块。
[0011]本实用新型提供的基于声信号的PCCP爆管预警监测系统具有采样精度高、采样 速率和传输速率快、功耗低等多方面优越性能，船池实验表明断丝声信号在传播100米之 后，其信噪比仍很显著，即断丝声信号仍能比较明显观察出来。PCCP的现场实验表明利用小 波特征提取和支持向量机识别能够将断丝声信号的识别精度提高到98. 33%。
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型提供的基于声信号的PCCP爆管预警监测系统的结构示意图。
[0013] 图2为信号调理电路原理图。
[0014] 图3为水听器套筒装置示意图。
[0015] 图4为水听器外套筒的机械图。
[0016] 图5为ZWD35A的工作流程图。
【具体实施方式】 4 CN 204387701 U_说明 书_ 3/6 页
[0017] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的基于声信号的PCCP爆管预警监 测系统进行详细说明。
[0018] 本实用新型提供的基于声信号的PCCP爆管预警监测系统的技术指标如下：
[0019] 1、单个PCCP监测系统的精度应该达到+/-10米。
[0020] 2、单个水听器的布放距离应该为每500米一个，水听器的布放距离主要取决于实 际声信号的衰减特性以及实际成本。
[0021] 两水听器之间距离越长，总管道所需的水听器的总数量也越少，系统成本也就越 低，但是实际使用过程中，两水听器之间距离也不是越远越好，水听器之间距离太远，爆管 前断丝声信号可能还没有传到水听器就己经有很大衰减。
[0022] 如图1所示，本实用新型提供的基于声信号的PCCP爆管预警监测系统包括：传感 器1、信号调理电路2、数据采集模块3和数据传输模块4 ;其中：传感器1依次通过信号调 理电路2和数据采集模块3与数据传输模块4相连接；数据传输模块4通过无线的方式与 远端的数据服务中心相连接。
[0023] 所述的传感器1为监测信号采集装置，本系统待检测的信号为爆管前其上预应力 钢丝出现断丝时所产生的声信号，一般声信号的频率范围为0-20KHZ，因此在选用传感器时 需要考虑到声信号的频率范围。本系统主要采用水听器来对声信号进行检测。
[0024] 水听器是一种把声信号转化为电信号的换能器，由于水听器必须在有水的媒介中 使用，因