基于扰动响应的输油管道泄漏检测方法

当管道无法产生足够的瞬态扰动时,将无法利用管道内部流动进行管道状态诊断,而基于扰动信号压力响应的管道泄漏检测方法可以克服这一缺陷。向有泄漏孔的管道引入扰动信号,通过分布式传感器采集动态压力,识别分析待测管道泄漏孔处对扰动信号的反射,实现泄漏检测与定位。同时,基于动网格技术模拟阀门启闭,建立了二维仿真模型,分析反射信号特征,得到了十分理想的检测效果。结果表明：扰动信号反射波的识别精度达7.659%;边界末端反射波的识别精度为0.121%;泄漏点定位误差为4.447%;而模拟结果可以实现精确定位。此外针对不同因素的影响进行分析,结果表明,扰动信号瞬态特征越强,泄漏孔尺寸越大,反射信号越明显,而管道运行压力对检测效果的影响十分有限。该方法与传统的泄漏检测方法相比具有明显的优越性,对于提高输油管道完整性管理水平具有极大的应用价值。     

无损检测技术在压力容器检验中的应用

压力容器属于是一种极度危险的特种承压设备,其需要承受高温、低温、剧毒、易燃、易爆以及各种具有腐蚀介质的高压力,若在使用过程中出泄漏或者爆炸事故,极易引起各类中毒或者火灾等严重的灾难性事故,从而对周围人民群众的生命财产会产生严重影响。通过对出现故障的压力容器进行事故分析,其中引发事故原因主要为制造材料或者制造工艺等问题,为了避免压力容器在使用中出现泄漏问题,在生产时应该对压力容器实施无损检测,以此来降低压力容器的事故率。在本文研究中,笔者根据自身工作实践经验总结分析目前我国在压力容器检验中使用的无损检测技术应用情况。     

外置式非标准视频同步信号发生器的设计

采用TMS320F206作为USB接口芯片PDIUSBD12的控制器,实现对高速数据采集卡的同步控制。主机从荻得的非标准视频数据中提取同步信号参数,通过USB接口及时传输给DSP,DSP对分频系数实行模糊控制,产生精度可达7ps的视频同步信号,实现非标准视频信号的采集和稳定显示。分别对行频为15．625kHz、场频为50Hz的CCD视频信号,及行频为48．656kHz、场频为60Hz的计算机显示器视频泄漏信号进行了采集与显示,证实了此方案的可行性。     

基于压电传感器的管道泄漏信号可靠性识别技术研究

管道泄漏检测的可靠性主要取决于泄漏信号的信噪比,泄漏信号信噪比的提高主要由传感器和对信号的处理方法决定。在定量分析的基础上,得出了基于压电传感器的管道泄漏检测方法具有比基于压力传感器的负压波法更高的泄漏信号信噪比。通过信号分析,论证了平滑滤波对于提高泄漏信号信噪比的必要性,提出了用区间信号能量来突出泄漏信号的方法。分析比较了实际检测信号幅值、区间信号能量和区间信号平均能量的平方3种方法下泄漏信号的信噪比,提出了用基于区间信号平均能量平方的顺序能量比率法进行管道泄漏信号识别的方法。结果表明该方法可以极大地提高泄漏信号信噪比和泄漏检测可靠性。     

超高速撞击声发射信号在加筋壁板中传播的模态转换现象研究

为应对空间碎片对载人密封舱的撞击威胁,一种基于声发射的在轨感知系统被应用于载人密封舱,通过采集撞击产生的声发射信号,感知撞击事件并定位由此产生的气体泄漏源或潜在泄漏源。载人密封舱舱壁通常由周期性加筋板焊接而成,声发射信号在筋体处会发生复杂的散射现象。针对散射现象中的模态转换现象,采用数值仿真手段,研究了超高速撞击声发射信号所含各模态板波在筋体处的模态转换特性,结果表明:S0、A0、S2阶板波经过筋体后会分别部分转换为A0、S0、A1阶板波;A1阶板波经过筋体后会部分转换为S0阶板波。     

钛钢复合板压力容器强度试验泄漏的原因分析及对策

介绍了钛-钢复合板制压力容器试压泄漏和多次重复试压造成严重影响的现象,对容器产生泄漏的原因从工艺、结构等方面进行了分析,并提出了相应的对策。     

消除风力发电机定子电流检测中基频干扰的方法

在对双馈风电机组故障诊断的定子电流信号分析中,被测定子电流中的50 Hz基频在采集后会出现基频泄漏,而淹没实际存在的微弱故障信号,给故障诊断带来困难.针对基频淹没问题,通过大量实验研究,提出了一种基于减法器消除基频干扰的方法.首先对双馈风电机组定子电流基频淹没问题进行分析,然后设计一种基于减法器产生拍振信号的硬件手动消除50 Hz基频干扰的方法.实验结果表明:该方法能够有效削弱电流检测中的基频干扰,为风力发电机故障信号的获取提供便利.     

基于声传感器阵列的连续泄漏定位方法研究

针对压力容器(如在轨航天器)发生泄漏时的漏孔定位问题进行研究,提出了一种基于声传感器阵列的定位方法。当已发生泄漏时,该方法通过声传感器阵列获取器壁中传播的超声波信号,并分析阵列中各个传感器采集数据间的时空相关性,实现了对泄漏源的快速准确定位。分析了泄漏所激发的超声波信号在薄板中的传播特性,证明了采集信号相关性随采集点间距离的增大而减小,从而指导传感器阵列的设计与制作,同时通过设计相应的实验讨论了不同阵元间距条件下的定位精度。实验结果表明定位误差受阵列中阵元数目及阵元间间距影响,当阵元数目为8,阵元间距为8 mm情况下,本算法在1 m~2的平板上,定位绝对误差平均值小于10 mm。     

供水管道泄漏声信号及其传播特性

相关仪利用供水管道泄漏时产生的泄漏声波对漏点定位。泄漏信号验证为高斯分布,泄漏声波主要是在管道里的水中传播,与管壁发生流固耦合作用,引起管壁振动。用FIR滤波器对管道系统建模,采用最小均方误差(LMS)自适应系统辨识方法得到管道的冲激响应函数,与线性相位FIR滤波器的冲激响应相比较,表明泄漏声波在传播过程中存在频散。泄漏声信号受各种噪声干扰,根据互谱相位谱信息估计泄漏信号的频带范围,对信号滤波后作时延估计,结果表明,提高了泄漏定位的置信度。     

基于EMD的高压燃气管道泄漏信号欠定盲分离方法

为能将城市高压燃气管道泄漏产生的应力波信号中混有多种干扰振动及噪声的有效泄漏信号与多源混合振动信号分离,提出基于EMD的泄漏信号欠定盲分离方法。对传感器采集的混合信号进行经验模态分解;对各固有模态函数归一化峭度特征进行分析,选取含主要泄漏信息的固有模态函数进行重构;构造由重构信号及观测信号组成的矩阵,用扩展联合对角化算法实现信号分离,以解决欠定情况下的盲分离问题。实验结果表明该方法能较好实现有效泄漏信号的提取。     

基于聚类分析的罐底声发射检测信号融合方法

采用声发射技术进行罐底腐蚀与泄漏检测过程中,需要对多个传感器的检测到的声发射信号进行融合处理,将属于同一声发射源的声发射信号判定为一个声发射事件。但是在现场检测过程中,由于噪声的存在,使得在声发射信号融合处理时容易对声发射源产生误判。针对该问题,提出了一种基于聚类分析的罐底声发射信号融合方法,其基本原理是先根据事件定义时间进行初始声发射事件判定,然后采用聚类分析方法对初始声发射事件中的信号进行分类,将每一类信号分别判定为一个声发射源。现场实验表明采用该方法抗噪声干扰能力强、误判概率低,能准确反应罐底腐蚀的实际情况。     

电磁信号检测的随机共振方法与应用研究

数字信息设备在工作时会产生微弱电磁泄漏信号,在电磁信号检测领域,应用随机共振方法将噪声的能量向信号转移,增强信号幅值。提高电磁泄漏信号的信噪比,实现从复杂噪声背景中提取微弱电磁波信号的特征信号。     

基于Fluent薄带钢桶气体泄漏数值分析

目的探究钢桶气体泄漏的射流流场对桶身激励产生声发射信号的基本原理和特性。方法利用计算流体力学Fluent软件分析钢桶气体泄漏流场状态,介绍钢桶气体泄漏的射流模型及产生机理,利用计算流体力学有限元方法建立数学模型,建立钢桶泄漏的几何模型和边界条件,设置仿真分析的相关参数,得到不同内压、不同漏孔直径和多漏孔情况下的钢桶泄漏仿真结果,并讨论钢桶泄漏气流速度场、压力场等参数的分布情况。结果钢桶发生泄漏时的气流速度对声发射信号起主导作用,内压对气流速度影响较大,孔径和漏孔数量带来的影响较小。结论该分析为探讨钢桶的泄漏机理与声发射激励信号的检测提供了参考。     

区域环境电磁监测与信号识别系统方案研究

针对侦察活动中大量使用类似通信信号的伪信号和进行科学实验时各种信号存在的电磁泄漏问题,为满足电磁环境监测的实际需要,运用LabWindows/CVI设计一种新型的区域环境电磁监测与识别系统。系统通过最新的信号混合域分析方法,对一定范围内的区域进行监测,实现仪器控制、数据采集、系统校准、信号识别、结果处理与保存等功能,具有准确性、易用性、便携性及可扩展性,可以高效科学地完成电磁环境监测工作,具有一定的实用性和推广价值。     

压力容器运行中潜在的环境污染事故及防范措施

简述了压力容器运行中潜在的物料泄漏、火灾、爆炸三种危害事故引发的环境污染事故,论述了造成压力容器危害事故的原因,提出安全技术、职工教育、设备管理和应急预案方面的防范措施。阐述了安全技术措施是压力容器正常运行的前提和基础：职工教育措施是压力容器正常运行的关键：设备管理措施是压力容器正常运行的保障：应急预案是减轻压力容器环境污染事故损失的屏障的理念。     

声发射检测仪硬件及孔状泄漏实测综合性能评价研究

本文对国内外的全信息声发射仪器进行了仪器自身性能的试验评估,验证了仪器自身的性能对管道泄漏实际测量的影响,并用各台仪器对泄漏信号及用压电片产生的模拟泄漏信号进行实测,对比两者信号的特点,分析了模拟泄漏信号的可行性。     

泄漏检测应用中突发干扰对LMS时延估计性能的影响

文章中把LMS时延估计算法用于地下管网的泄漏检测和漏点定位，避免了经典时延估计算法一广义互相关法(GCC方法)需要知道信号和噪声统计特性等先验知识的不足，但是泄漏检测应用中，管道外在环境造成的突发性强干扰，导致了传感器接收到的信号是非平稳的，而非平稳信号对LMS的时延估计性能有不利影响，文章中分析了这种由突发性强干扰导致的非平稳信号对LMS时延估计收敛性、收敛速度和时延估计值的影响，提出了消除突发干扰的方法。实验表明，在地下管网泄漏检测应用中，该方法能够有效地消除强突发干扰噪声，使得估计性能得到显著的改善。     

EMD信号分析方法的声发射管道泄漏检测研究

针对管道泄漏声发射检测信号的非平稳特征,提出了基于经验模态分解(EMD)的信号分析方法。该信号分析方法将管道泄漏产生的声发射信号通过EMD分解为多个平稳的固有模态函数(IMF)之和,选择包含声发射特征的若干IMF分量进行重构,可以提取到管道泄漏声发射信号的本质特征,消除噪声信号的干扰。通过对重构后的信号进行互相关分析计算,使基于声发射方法的管道泄漏检测的定位精度得到较大提高,验证了Hilbert-Huang变换是表征声发射信号的非平稳特征及信号参数提取的有效工具。     

信号发生器专业基础知识问答

何为信号发生器?怎么分类?答：凡能产生测试信号的源叫作信号发生器。信号发生器种类很多，按其性能可划分为标准信号发生器、简易信号发生器、正弦波信号发生器、脉冲信号发生器、电视信号发生器、函数信号发生器、噪声信号发生器等。信号发生器按频段可划分为超低频、低频、视频、高频、甚高频、超高频和微波信号发生器。     

基于声发射的真空泄漏在线检测技术研究

真空泄漏是气体动力系统运行过程中的常见故障,传统的氦质谱检漏无法实现对真空泄漏的在线检测。本文利用声发射技术阐述了基于声发射信号的真空泄漏在线检测原理,通过真空泄漏声发射检测模拟试验,并利用参数特征分析法和平均频谱分析法对不同泄漏孔径下产生的声发射信号的特征进行了研究,得到了相应的小波包归一化频带能量分布特征。研究结果表明,真空泵运行的平均时域信号频带在20kHz以下,气体泄漏激发出大量的高频声发射信号,泄漏信号参数特征值与泄漏孔径的大小密切相关,泄漏信号的归一化能量分布一致性较好。声发射技术对于真空泄漏的在线检测及泄漏量评价等有实际意义。