供水管道泄漏檢測傳感器開發(fā)研究
發(fā)布時間：2021-06-21 11:33
我國水資源一直處于相對匱乏狀態(tài),而供水管道泄漏造成了大量水資源的浪費,因此管道泄漏檢測裝備在漏損控制系統中占有重要地位,及時并精確找到泄漏點不僅能減少水資源的浪費,還能帶來很好的經濟價值和社會效益。通過對國內外各種管道泄漏檢測系統及檢漏設備的分析,本文根據我國管道分布復雜,類型眾多,傳統檢測方法效率低下等現狀,對供水管道泄漏檢測傳感器進行開發(fā)設計,提出將敏感元件、信號調理電路、數據采集電路、電池等集成組合的結構方案,下位機軟件設計實現了對數據采集與無線發(fā)送的控制。根據管道泄漏信號特征以及傳感器的應用環(huán)境,選用PZT-5型號的壓電陶瓷作為敏感元件,泄漏檢測傳感器首先通過敏感元件采集管壁上的振動信號,將其通過信號調理電路依次進行Q-V轉換、濾波、放大等處理,再經A/D模塊將電壓信號轉換成數字信號傳至單片機存儲,通過ZigBee無線通信模塊將數據上傳至上位機,實現在線監(jiān)測。論文開發(fā)了基于單片機的管道泄漏檢測專用傳感器,通過搭建系統測試平臺對傳感器進行試驗研究,分析測試結果表明,本文設計的泄漏檢測傳感器能夠準確的檢測到供水管道泄漏信號,為管道的安全運行提供有效保障。
【文章來源】：河北工程大學河北省
【文章頁數】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
電荷轉換基本原理圖
圖3-2傳感器與電荷放大器的電路連接 Circuit connection between the sensor and the charge ampli：大器的開環(huán)增益；的輸出電荷量；大器的反饋電容；的電容值；纜的電容；的輸入電容；的絕緣電阻；大器的輸入阻抗；反饋電容兩端的漏電阻。f及反饋電阻 Rf分別等效到放大器的輸入端時，分ffC (1A)C'
河北工程大學碩士學位論文1452URRU (3通過 Multisim 軟件對前置放大電路進行仿真測試，首先用虛擬元件搭建測路，測試電路中的各個參數值如圖 3-4 所示，其中電路中取反饋電容 CF=1000饋電阻 R K f100 ，輸入振幅為 18mV、頻率為 100HZ 的正弦波信號代替電作為電路的激勵信號，藍色線表示初始信號，紅色線表示經處理的信號。輸波形如圖 3-5 所示，可以看出經處理后的信號（紅色線）的頻率沒有發(fā)生變幅值相應增大了約 50 倍，電路實現了對輸入信號的放大。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于ZigBee的無線振動傳感器設計與實現[J]. 湯明,鄭婧,黃文婷,吳迪,黃海. 傳感技術學報. 2018(02)
[2]供水管網的漏損現狀及控制措施[J]. 康設興. 工程技術研究. 2018(03)
[3]基于ARM處理器的雙加熱濕度傳感器設計[J]. 丁滄珞,劉清惓,宿愷峰,周悅. 儀表技術與傳感器. 2018(02)
[4]高可靠性壓力傳感器的設計方法[J]. 張艷華,陳玉玲,史巖峰,王強. 電子測量技術. 2018(01)
[5]加速度傳感器安裝方式對靈敏度的影響[J]. 于雪蓮. 中國計量. 2017(02)
[6]油氣井出砂信號調理電路的優(yōu)化設計與仿真[J]. 劉晉杰,趙青山,楊剛. 電腦知識與技術. 2016(30)
[7]加速度傳感器安裝方式的理論建模與響應分析[J]. 鄭星,黃海瑩. 傳感器與微系統. 2016(11)
[8]基于CC2630的低成本井下監(jiān)測系統研究[J]. 宋珍偉,李莉,黃友銳. 電氣自動化. 2016(04)
[9]基于ZigBee的供水管道泄漏監(jiān)測節(jié)點的設計[J]. 李娟,步賀,盧秋悅,吳雷. 吉林大學學報(信息科學版). 2016(04)
[10]Low Power Sensor Design for IoT and Mobile Healthcare Applications[J]. CHEN Xican,Woogeun RHEE,WANG Zhihua. 中國通信. 2015(05)
博士論文
[1]供水管道泄漏自適應檢測及定位信號處理方法研究[D]. 吳慧娟.重慶大學 2009
[2]供水管道泄漏檢測定位中的信號分析及處理研究[D]. 楊進.重慶大學 2007
[3]城市給水管網爆管事故在線監(jiān)測研究[D]. 肖笛.天津大學 2007
碩士論文
[1]基于STM32和ZigBee的無線群控節(jié)點試驗研究[D]. 劉瑤.華東理工大學 2018
[2]基于無線傳輸的管道漏水檢測儀設計[D]. 胡雅嫻.內蒙古師范大學 2017
[3]基于休眠的ZigBee無線傳感器網絡節(jié)能路由協議研究與實現[D]. 趙亞楠.重慶郵電大學 2017
[4]基于無線傳感器網絡的管道漏水信號采集系統設計[D]. 吳小明.內蒙古大學 2017
[5]供水管道泄漏相關定位系統設計[D]. 高潮.大連理工大學 2016
[6]城市供水管網漏損控制及漏損點分析定位研究[D]. 周超.安徽建筑大學 2016
[7]供水管道泄漏的聲波特征及定位檢測的實驗研究[D]. 白永強.天津大學 2016
[8]埋地水管泄漏信號采集與預處理系統設計[D]. 胡偉.西安科技大學 2015
[9]基于虛擬儀器的供水管道泄漏信號處理系統設計[D]. 劉一波.內蒙古科技大學 2015
[10]基于STM32的便攜式多氣體檢測儀的研究與設計[D]. 張彤.齊齊哈爾大學 2015
本文編號：3240600
【文章來源】：河北工程大學河北省
【文章頁數】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
電荷轉換基本原理圖
圖3-2傳感器與電荷放大器的電路連接 Circuit connection between the sensor and the charge ampli：大器的開環(huán)增益；的輸出電荷量；大器的反饋電容；的電容值；纜的電容；的輸入電容；的絕緣電阻；大器的輸入阻抗；反饋電容兩端的漏電阻。f及反饋電阻 Rf分別等效到放大器的輸入端時，分ffC (1A)C'
河北工程大學碩士學位論文1452URRU (3通過 Multisim 軟件對前置放大電路進行仿真測試，首先用虛擬元件搭建測路，測試電路中的各個參數值如圖 3-4 所示，其中電路中取反饋電容 CF=1000饋電阻 R K f100 ，輸入振幅為 18mV、頻率為 100HZ 的正弦波信號代替電作為電路的激勵信號，藍色線表示初始信號，紅色線表示經處理的信號。輸波形如圖 3-5 所示，可以看出經處理后的信號（紅色線）的頻率沒有發(fā)生變幅值相應增大了約 50 倍，電路實現了對輸入信號的放大。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于ZigBee的無線振動傳感器設計與實現[J]. 湯明,鄭婧,黃文婷,吳迪,黃海. 傳感技術學報. 2018(02)
[2]供水管網的漏損現狀及控制措施[J]. 康設興. 工程技術研究. 2018(03)
[3]基于ARM處理器的雙加熱濕度傳感器設計[J]. 丁滄珞,劉清惓,宿愷峰,周悅. 儀表技術與傳感器. 2018(02)
[4]高可靠性壓力傳感器的設計方法[J]. 張艷華,陳玉玲,史巖峰,王強. 電子測量技術. 2018(01)
[5]加速度傳感器安裝方式對靈敏度的影響[J]. 于雪蓮. 中國計量. 2017(02)
[6]油氣井出砂信號調理電路的優(yōu)化設計與仿真[J]. 劉晉杰,趙青山,楊剛. 電腦知識與技術. 2016(30)
[7]加速度傳感器安裝方式的理論建模與響應分析[J]. 鄭星,黃海瑩. 傳感器與微系統. 2016(11)
[8]基于CC2630的低成本井下監(jiān)測系統研究[J]. 宋珍偉,李莉,黃友銳. 電氣自動化. 2016(04)
[9]基于ZigBee的供水管道泄漏監(jiān)測節(jié)點的設計[J]. 李娟,步賀,盧秋悅,吳雷. 吉林大學學報(信息科學版). 2016(04)
[10]Low Power Sensor Design for IoT and Mobile Healthcare Applications[J]. CHEN Xican,Woogeun RHEE,WANG Zhihua. 中國通信. 2015(05)
博士論文
[1]供水管道泄漏自適應檢測及定位信號處理方法研究[D]. 吳慧娟.重慶大學 2009
[2]供水管道泄漏檢測定位中的信號分析及處理研究[D]. 楊進.重慶大學 2007
[3]城市給水管網爆管事故在線監(jiān)測研究[D]. 肖笛.天津大學 2007
碩士論文
[1]基于STM32和ZigBee的無線群控節(jié)點試驗研究[D]. 劉瑤.華東理工大學 2018
[2]基于無線傳輸的管道漏水檢測儀設計[D]. 胡雅嫻.內蒙古師范大學 2017
[3]基于休眠的ZigBee無線傳感器網絡節(jié)能路由協議研究與實現[D]. 趙亞楠.重慶郵電大學 2017
[4]基于無線傳感器網絡的管道漏水信號采集系統設計[D]. 吳小明.內蒙古大學 2017
[5]供水管道泄漏相關定位系統設計[D]. 高潮.大連理工大學 2016
[6]城市供水管網漏損控制及漏損點分析定位研究[D]. 周超.安徽建筑大學 2016
[7]供水管道泄漏的聲波特征及定位檢測的實驗研究[D]. 白永強.天津大學 2016
[8]埋地水管泄漏信號采集與預處理系統設計[D]. 胡偉.西安科技大學 2015
[9]基于虛擬儀器的供水管道泄漏信號處理系統設計[D]. 劉一波.內蒙古科技大學 2015
[10]基于STM32的便攜式多氣體檢測儀的研究與設計[D]. 張彤.齊齊哈爾大學 2015
本文編號：3240600
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