文档介绍：基于超宽带探地雷达技术的自来水管道泄漏探测研究摘要水是人类赖以生存的最重要的资源之一。如今,水资源短缺已成为制约我国许多城市发展的重要因素。与此同时,我国城市供水管网的泄漏情况却十分严重,造成了巨大的经济损失。因此,如何高效快速的查找、定位漏点,为管道维修工程技术人员提供有效、可靠的泄漏检测设备具有十分重要的意义。文章分析了超宽带,技术的技术优势,提出了基于超宽带探地雷达技术的自来水管道泄漏相关检测定位系统的设计方案,首先通过超宽带探地雷达技术探测地下管道的走向,然后再通过相关时延估计算法确定漏点位置。由于超宽带技术具有抗干扰性好、定位准确、功耗低的特点,所以结合我国的具体情况自行研制该类产品具有较高的应用价值。文章选择工作在一刀蔚哪擅爰兜奈拊仄德龀逍藕抛魑3泶地雷达的发射信号,建立回波信号褶积模型对回波信号进行处理,最后将回波信号每一点的电平值量化后用二维伪彩色图像显示。此外,文章还对相关算法在漏点定位中的应用、相关时延估计算法的原理、相关时延方法的设计与实现等具体问题进行了详细介绍。最后,总结了工作中遇到的难点和问题,并对未来工作提出了建议和展望。关键词:琔喙兀毖庸兰疲艿兰炻
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引言水资源是人类社会赖以生存的宝贵的自然资源,对人类社会的生存和发展起着至关重要的作用。同时,水资源也是一种有限的自然资源,随着全球环境污染的加剧以及世界人口的不断增加,水资源供需紧张的矛盾日益突出,已经引起了世界各国的广泛关注。尽管如此,我国对水资源浪费的情况却十分严重,无论是工农业生产用水,还是居民生活用水都存在着严重浪费。更为严重的是,经过净化处理和输配的自来水因为供水管网的泄漏造成的损失十分惊人。有关部门公布的对全国龀鞘械耐臣葡允荆晡夜鞘泄ü补┧低彻芡┧鹇势骄%,个别城市更是高达%以上。按照这一漏损率推算,全国城市供水年损失近诹⒎矫祝嗟庇北京市年用水量的倍,由此带来的生产成本、维护费用等经济损失也相当巨大。因此,降低我国城镇供水管网的漏耗是一件刻不容缓的工作。城市供水管网分布面积广,布局复杂,管线材质、管径、水压等因素差别较大,加之城市建筑物和路面交通的影响,因此,解决自来水管道漏水的问题,首先要确定地下管道的布局和走向,然后再确定漏点位置。本文提出了首先利用超宽带探地雷达探测地下自来水管道走向,然后用相关时延估计算法确定漏点位置的混合探测方法。其管道走向探测方法是向地下发射超宽带电磁波,接收地下目标反射的回波,通过对回波信号进行杂波滤除、相关处理,将处理后的信号送给显示控制模块,就可以实现对地下目标的成像,从而确定地下管道布局走向。漏点定位选取双极相关检测法,即将两个声音传感器安放在漏水管道区段两端的输水管道壁上,通过计算区段内泄漏声信号沿管道传播到两探头的时间差,经过互相关函数运算来确定漏水点。本文主要包括以下内容:泶蚪椤=樯艹泶亩ㄒ濉⒓际跆氐恪⑵德适褂谩=樯艹泶降乩状锏奶氐愫研究成果。泶降乩状镌诘叵鹿艿雷呦蛱讲庵械挠τ谩7治霾煌某泶龀宀椒ǎ≡袷合系统的脉冲形式和工作频率,建立回波信号褶积模型对回波信号进行直达波滤除和宽相关处
理,最后将回波信号每一点的电平值量化后用二维伪彩色图像显示。艿缆┑愣ㄎ幌喙丶觳獾睦砺刍 7治隽俗岳此艿佬孤┑姆⑸恚孤┥藕诺传播速度和频率特性,论述了基于双传感器的漏点定位原理。谙喙胤治龅氖毖庸兰品椒ㄑ芯俊7治隽嘶诨ハ喙胤治龅氖毖庸兰品椒ㄔ怼Q芯了基于时域线性相关和循环相关的时延估计方法。详细介绍相关时延估计方法的设计与实现,给出教ㄏ孪低车姆抡娌馐越峁约霸谑笛槭夷D獾南殖』肪诚孪低车墓ぷ髑榭龊投ㄎ患测结果,并分析误差产生的原因。
厂\超宽带简介超宽带技术原理超宽带定义\‘超宽带,是一种以极低的发射功率、占用极宽频带的方式进行高速无线传输的新型通信技术,年,美国有藕糯的角度给出了超宽带信号的定义:超宽带信号指“一功率点处的相对带宽大于%或射频带宽大于㊣的信号。受发射功率的限制,在短距离范围内提供高速无线数据传输将是超宽带的重要应用领域,如当前和的各种应用。超宽带技术最基本的工作原理是发送和接收脉冲间隔严格受控的高斯单周期超短时脉冲,超短时单周期脉冲决定了信号的带宽很宽,接收机直接用一级前端交叉相关器就把脉冲序列转换成基带信号,省去了传统通信设备中的中频级,极大地降低了设备复杂性【。超宽带技术采用脉冲位置调制ブ芷诼龀謇葱畔⒑,图中脉冲的中心频率在。实际通信中使用一长串的脉冲,图显示了周期性重复的单脉冲的时域和频域特性。图典型高斯单周期脉冲的时域和频域特性々≈电似。臣巨—、眦‘
删譶踫频谱中出现了强烈的能量失峰,这是由于时域中信号重复的周期性造成了频谱的离散化。这