【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于漏水检测保护，涉及一种精确漏水检测定位装置与方法。
技术介绍
1、水下机械臂是一种机电产品，内部有大量的电路，运行于水下时，需要严防漏水情况发生。目前，漏水检测的位置检测都是使用简单的测量电阻来实现，较为粗糙，检测精度和检测距离都有限，通常使用2～5米的检测精度，检测时间实时性也弱。
2、经过对现有技术的调研，存在以下相关技术：
3、内蒙古大学学报(自然科学版)《广义相关时延估计方法在漏水检测定位中的应用》：根据广义相关时间延迟估计来处理管道泄漏噪声信号时间延迟估计问题。不足之处是非水下机器人场景使用，也没有精确定位漏水位置。
4、华南理工大学《基于单片机和dsp的漏水检测定位系统的实现》：使用了单片机的采样和变步长lms算法对采集到的输入信号进行去噪声，重要设计了漏水检测的软件设计。不足之处是定位的精确度不高。
5、山东科技大学《基于dsp的家庭漏水检测系统设计》：基于dsp与单片机设计了家庭漏水检测系统，利用声信号功率谱分析与相关分析的检测定位原理,对系统的硬件与软件部分进行了设计。不足之处是易受干扰，漏水检测的定位精度不高。
6、专利201821481963.8《一种水地暧管道漏水检测定位装置》：包括上位机、gprs模块、微处理器、水暧管道；使用传感器和通信来探测漏水位置，并显示在上位机上。不足之处是需要布设较多的传感器才能精确定位，成本较高，工程实施较难。
7、专利202322198030.5《一种灵敏度可调的线式漏水检测定位电路》：使
8、专利2016211624869.x《基于lora的阀门漏水检测定位系统》：由lora通信系统、检测模块、手机和pc机组成。使用检测模块来检测漏水，使用lora通信系统来定位，并方便的将数据上传给手机和pc机，长处在于漏水检测的及时性和远程可视化。不足之处是，使用检测模块和lora通信系统，成本较高，检测精度取决于lora通信节点的多少。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种精确漏水检测定位装置与方法，做到低成本实现及时准确的漏水检测及精确定位，保证水下机械臂设备的安全和保护。
2、本专利技术解决技术的方案是：一种精确漏水检测定位装置，包括精确检测电路、漏水检测带、检测控制器、漏水保护电路；
3、精确检测电路，用于检测漏水检测带的电阻，包括检测电感、h桥、电压采集电路和电流采集电路；h桥直流输入接机械臂的电源，每个桥臂输出依次接检测电感和漏水检测带，电压采集电路用于采集两桥臂间的电压，电流采集电路用于采集桥臂电流；
4、漏水检测带，均匀阻值的长条带状电阻组成，在机械臂的每一个关节都布置漏水检测带，所有的漏水检测带串联连接形成回路；
5、检测控制器，用于控制h桥发出电压脉冲进行漏水检测带的电阻测量，采样电压、电流，通过测量电阻的方法确认距离，精确计算定位，发出保护信号；
6、漏水保护电路，由各关节的电源继电器信号线路组成，检测控制器检测到漏水后，给相应关节的漏水保护电路发出保护信号，分段切断电源。
7、进一步的，所述h桥由4个带反并联二极管的mos管q1～q4组成，q1、q2组成桥臂1，q3、q4组成桥臂2，电流采集电路采集桥臂1上管q1打开、桥臂2下管q4打开时的电流。
8、进一步的，所述检测电感的取值在0.1mh到1mh之间。
9、进一步的，所述漏水检测带的电阻使用脉冲电压法的测量方法如下：
10、根据
11、
12、得到
13、其中：l为检测电感值，un是额定电压，d是给定占空比，ts是采样周期，i(n)是本次电流采样值，i(n-1)是上一次电流采样值。
14、进一步的，所述漏水检测带的电阻还是用直接欧姆法进行测量。
15、一种精确漏水检测定位方法，包括以下步骤：
16、s1、采用脉冲电压法，利用h桥输出阶跃电压，记录采样周期ts，当电流达到0.632倍的额定电流时，根据计算出第一次漏水检测带总阻值r1，多次测量，计算出r1的波动量μ1；l为检测电感值，un是额定电压，d是给定占空比，i(n)是本次电流采样值，i(n-1)是上一次电流采样值；
17、s2、桥臂1上管q1打开，桥臂2下管q4打开，采集电流，逐渐增加桥臂1、桥臂2打开时间，等待电流达到额定电流的1/2，保持占空比不变，采集此时的电流和电压，分别低通滤波，记录滤波后的电流i和电压u，计算第二次漏水检测带总阻值r2＝u/i，重复测量取平均值，多次测量，计算出r2的波动量μ2；
18、s3、对r1和r2通过最小误差计算法计算出精确的漏水检测带总阻值r：
19、
20、s4、经过设定的等待间隔后，重复执行s1～s3，当检测到总阻值r变小后，根据阻值与距离的关系表查表得出漏水位置，再换算成关节号，切断该关节的电源，保护设备。
21、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
22、(1)本专利技术实现了参数辨识方法的漏水距离检测，将成熟的参识方法应用于漏水检测中，全面提高了测量质量和测量效率。
23、(2)本专利技术通过布置检测带，低成本实现漏水检测。
24、(3)本专利技术自动完成漏水的距离检测，并且进行主电路的保护，减少了由于漏水对产品造成的差错和失误。
25、(4)本专利技术的参数辨识方法，有效提高了漏水检测的距离和响应时间，相对于已有的漏水检测方法更为快速和准确，检测时间<100ms，检测精度<100cm。优于通常使用2～5米的检测精度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种精确漏水检测定位装置，其特征在于，包括精确检测电路、漏水检测带、检测控制器、漏水保护电路；
2.根据权利要求1所述的一种精确漏水检测定位装置，其特征在于，所述H桥由4个带反并联二极管的MOS管Q1～Q4组成，Q1、Q2组成桥臂1，Q3、Q4组成桥臂2，电流采集电路采集桥臂1上管Q1打开、桥臂2下管Q4打开时的电流。
3.根据权利要求2所述的一种精确漏水检测定位装置，其特征在于，所述检测电感的取值在0.1mH到1mH之间。
4.根据权利要求2所述的一种精确漏水检测定位装置，其特征在于，所述漏水检测带的电阻使用脉冲电压法的测量方法如下：
5.根据权利要求2所述的一种精确漏水检测定位装置，其特征在于，所述漏水检测带的电阻还是用直接欧姆法进行测量。
6.基于权利要求2～5任一项所述装置的一种精确漏水检测定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种精确漏水检测定位方法，其特征在于，所述设定的等待间隔不超过10ms。
【技术特征摘要】
1.一种精确漏水检测定位装置，其特征在于，包括精确检测电路、漏水检测带、检测控制器、漏水保护电路；
2.根据权利要求1所述的一种精确漏水检测定位装置，其特征在于，所述h桥由4个带反并联二极管的mos管q1～q4组成，q1、q2组成桥臂1，q3、q4组成桥臂2，电流采集电路采集桥臂1上管q1打开、桥臂2下管q4打开时的电流。
3.根据权利要求2所述的一种精确漏水检测定位装置，其特征在于，所述检测电感的取值在0.1mh到1mh之间。
【专利技术属性】
技术研发人员：何超，杨泽林，张震，皮利萍，于广威，蔡赫，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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