获得泄漏的空间信息，从声像图的稳定性上识别泄漏，提高对泄漏识别的准确率，对包括突 发性泄漏、偷盗性慢泄漏、3mm以上泄漏的准确率高，误报率低，而且能够反映泄漏过程，估 计泄漏流量。
[0030] 2、本发明与现有方法相比，同时利用了泄漏信号的时间域信息、能量域信息、空间 域信息来识别泄漏：其采用双传感器配对计算某一管段声像，从声像的稳定性来判断泄漏 的真实性；其不仅利用了突然发生的负压波脉冲声音信号作为预警信号和对泄漏初步定 位，又利用了泄漏持续期间的宽带噪声信号成像定位泄漏。
[0031] 3、本发明在气体管道上和液体管道上具有几乎相同的泄漏识别率水平，而且泄漏 量越大识别效果越好，管道内介质压力越高识别效果越好，管内介质流速越低识别效果越 好，管道内流噪声越低效果越好。
[0032] 4、本发明还可以与负压波法、流量差法信息融合，进一步提高监测可靠度。
【附图说明】
[0033] 图1是本发明的二个管道次声波传感器监测系统示意图；
[0034] 图2是本发明的管道次声波传感器通过球阀安装在被测管道外的示意图；
[0035] 图3是本发明的管道次声波传感器的敏感头进入被测管道的安装示意图；
[0036] 图4是本发明的四个管道次声波传感器监测系统示意图；
[0037] 图5是在实验管道上出现一个泄漏时管道声场成像图；
[0038] 图6是在实验管道上出现一个泄漏时管道内声压分布曲线图；
[0039] 图7是在实验管道上多点依次泄漏时的脉冲次声波的波形图；
[0040] 图8是在实验管道上多点依次泄漏时的引起的宽频带泄漏声波的波形图；
[0041] 图中，1-管道次声波传感器，2-被测管道，3-数字化仪，4-监测服务器，5-GPS天 线，6-3G/4G天线，7-直流稳压电源。
【具体实施方式】
[0042] 以下结合图对本发明实施例做进一步详述：
[0043] 实施例1
[0044] 本实施例提供了一种包括二个管道次声波传感器的基于声波成像的管道泄漏识 别和定位监测系统，如图1所示。
[0045] 一般情况下管道内的压力不低于0· OIMPa，泄漏孔径大于1mm。管道直径小于2m， 管道长度小于l〇〇km。在被测管道2的两端分别安装了一个高一致性的管道次声波传感器 1，管道次声波传感器安装在被测管道壁上，管道次声波传感器的敏感头通过被测管道壁上 的开孔与管内介质连通，敏感头完全沉浸在被测管道内的介质中。管道次声波传感器与被 测管道的安装有两种方式，一种方式如图2所示，管道次声波传感器的敏感头通过球阀与 被测管道内的介质相接触（图中的球阀是为了便于安装传感器使用，不是泄漏监测关键元 件），另一种方式如图3所示，管道次声波传感器的敏感头伸入被测管道内并与被测管道内 的介质相接触。每个管道次声波传感器分别连接到一个数字化仪3 (数字化仪1和数字化仪 2)上，每个数字化仪均连接一个直流稳压电源为其供电，直流稳压电源为太阳能电池、蓄电 池或市电转化的直流稳压电源，在危险区域时要求使用本安电源。数字化仪给管道次声波 传感器提供直流工作电压，二个管道次声波传感器检测管道内的声音并以模拟电压或者电 流形式输送到数字化仪的采样输入端，管道次声波传感器检测信号包含了泄漏开始时的脉 冲次声波（波形如图7所示）以及泄漏引起的包含次声波的宽带声波（波形如图8所示）， 数字化仪将管道次声波传感器输出信号采集转化成数字信号后，以数据文件的方式通过网 络上传到监测服务器4上，同时将GPS时间和GPS坐标上传到服务器。每一个数字化仪安 装了一个GPS天线5用以接收GPS时间和坐标信息，保证了被测管道两端的信号采集时基 同步，每一个数字化仪安装了一个3G/4G网络天线6或有宽带网络接口用以上传输数据文 件，监测服务器利用两端管道次声波传感器检测的信号计算管道内的声压分布（如图6所 示），进而计算出沿管道的声像图（如图5所示），从声像图上彩色高亮的红色声斑对应声 源幅值和位置来识别泄漏和定位泄漏。
[0046] 所述管道次声波传感器具有对泄漏声波高灵敏度的输出，而对管道内的静态压力 无输出的特点，其输出信号可以有多种类型，一种是电压型信号，参考值是〇至5v，另一种 是电流信号，参考值是4mA至20mA，还可以是485型数字输出信号，其3dB测量频率范围能 够覆盖泄漏引起的次声波和低频声波，参考范围是0.1 Hz至500Hz，管道次声波传感器1的 测量动态范围要求可以覆盖泄漏产生的声波的最大幅值，泄漏脉冲次声波的参考最大幅值 为lOOOPa，泄漏宽带声波的参考最大幅值为200Pa。被测管道两端的管道次声波传感器用 来精确测量出泄漏声音向上游和下游传播的速度，以提高对泄漏识别和定位的精度。
[0047] 所述数字化仪为一个多路模拟信号采集单元，具有将信号数据保存在本机，可以 通过3G、4G网络、宽带网络、ADSL、GPRS、WIFI等任意一种网络形式向监测服务器上传数据， 每一个数字化仪可以同时与多个管道次声波传感器连接，参考数量为1个或者2个。数字 化仪还可以接收GPS的时钟信息和GPS坐标信息，向监测服务器上传本机的时间基准和位 置坐标。
[0048] 所述监测服务器是一个传感器信号数据保存设备和管道泄漏识别观察操作设备， 其系统工作软件基于声成像计算方法，对管网上的每段管道计算声像图，与管道分布图透 明叠加在一起显示，也可以与地图复合显示，方便察看每一条管道上的声压分布，也可以察 看每一个传感器的信号，并能给出综合的泄漏识别结果。
[0049] 本实施例的管道声成像计算出的声场的信噪比高，其合成声音的波束旁瓣低，声 像清晰度高，具有较好的抑制管道内其他噪声干扰的能力。
[0050] 在实施例中，数字化仪还可以连接流量表和压力表，把流量数据和压力数据上传， 用来与声音传感器判定的泄漏信息进行融合分析，具体分析方法在本专利不做赘述。
[0051] 在危险环境下，管道次声波传感器和数字化仪需要通过防爆和防护认证，要求传 感器信号线穿过防爆扰性管，起到防爆防水作用。在要求不高的情况下可以采用压力变送 器等代替管道次声波传感器，这些属于行业内基本常知，在本专利不做赘述。
[0052] 值得补充说明的一点是，在本基于声波成像的管道泄漏识别和定位监测系统上， 还有一些安装附件，因属通用零件，可理解为常识，在此不做赘述。
[0053] 实施例2
[0054] 本实施例提供了一种包括四个管道次声波传感器的基于声波成像的管道泄漏识 别和定位的监测系统，如图3所示。
[0055] 实施例2与实施例1不同之处仅在于，在管道的两端分别安装了两个高一致性的 管道次声波传感器，每一端的两个管道次声波传感器的间距是可以精确测量的确定值，并 且两个管道次声波传感器连接到同一个数字化仪，按照同一时基采样转化成数字信号，保 证了两路信号的时间同步误差小到可以忽略。根据同一端的两个管道次声波传感器接收到 同一泄漏声源的信号可以计算出声波在该管道内传播的真实速度。上游端的双传感器信号 可以计算出泄漏声音向上游传播的速度V up，下游端的双传感器信号可以计算出泄漏声音 向下游传播的速度Vdmm。
[0056] 声成像的具体计算是管道两端的信号81(〇和84(〇延时迭加，相距上游端管道次 声波传