为减少水资源浪费,提高检测效率,在供水管网泄漏控制工程中需要采用专门的泄漏检测定位仪器。应用嵌入式技术和虚拟仪器技术构建的供水管道泄漏检测及定位仪器系统,采用现代传感器技术、信号调理技术和数字信号处理技术构成灵活可调的、开放式的仪器系统,能够满足多种工程实际应用条件,性能指标较传统仪器有较大改善。针对供水管道泄漏信号幅度低,动态范围大,频率分布因管道材质等情况的不同而异,受噪声污染严重等特点,本文研究具有低噪声、低功耗特性,采集参数动态可调的管道泄漏信号采集系统。该系统以单片机为核心,包括内装IC的加速度传感器、信号调理模块、数据采集模块、数据传输模块、液晶显示模块和电源管理模块,CPU可根据泄漏信号特征的变化调整信号调理参数。采集器设计了带通滤波器,抑制外界噪声;设置了增益可编程控制放大器,增加动态范围。电阻、集成放大器等选择低噪声器件,降低电路噪声,提高采集信号的信噪比。从软硬件两方面对采集系统进行低功耗设计,以适应管道泄漏检测的野外操作环境。为提高漏点定位精度,需增加采集时间和ADC转换位数,这将导致数据量急剧增大,而采集系统存储容量有限,为解决该矛盾,提出一种传感信号采集中的误差受控压缩算法。为适应泄漏信号特征多变的情况,根据各段信号的自相关系数动态调整梯度预测器的系数;通过改进最大步长均匀量化器降低量化噪声;采用Golomb-Rice编码算法对量化后的预测误差序列进行编码。根据采集器前端噪声水平确定压缩误差参数的上限,进而获得压缩比的上限。算法在泄漏检测定位中的应用表明,压缩比达2.63时,压缩后重构信号漏点定位误差增加量小于0.2 m。本文在充分认识和分析供水管道泄漏信号特征的基础上,采用嵌入式系统实现泄漏信号采集系统。数据采集单元的动态范围为70 dB,滤波器通频带为200-2000 Hz,对50 Hz和2500 Hz噪声的抑制能力分别为-35 dB和-60 dB。在泄漏信号采集过程中进行误差可控数据压缩,确定了不影响信号处理结果前提下压缩误差参数和压缩比的上限。大量实际泄漏检测实验表明,研发的供水管道泄漏信号采集系统工作有效、稳定、可靠,具有方便携带、低噪声,低功耗等特点,满足管道泄漏检测定位要求。