管道泄漏检测全频域法试验验证及抗噪性研究

基于水力瞬变频域数学模型，提出了管道泄漏检测全频域方法。通过实体模型试验，将该法应用到泄漏参数的辨识中，结果表明泄漏流量检测误差小，定位精度高。对全频域法辨识的结果进行了讨论，指出激励压头峰值少的原因是阀门关闭时间相对较长引起的。分析了阀门边界处理方式对频域数学模型的影响，指出阀门激励产生的流量变化一般不能简单的视为脉冲函数，应考虑其变化曲线形状对水力瞬变的影响。研究了全频域模型的抗噪性，表明泄漏检测全频域法具有更高的抗噪声干扰能力。     

管道泄漏检测全频域法试验验证及抗噪性研究

本文通过实体模型试验,将作者提出的全频域方法检测管道泄漏技术应用到泄漏参数的辨识中,以验证方法的可靠性。结果表明,该方法检测泄漏流量误差小,定位精度高。对全频域法辨识的结果进行了讨论,指出阀门关闭时间相对较长可能无法获得足够的激励压头峰值,建议该法在应用中利用阀门快速关闭产生瞬变信号。分析了阀门边界处理方式对频域数学模型的影响,指出阀门激励产生的流量变化一般不能简单的视为脉冲函数,应考虑其变化曲线形状对水力瞬变的影响。最后研究了全频域模型的抗噪性,结果表明泄漏检测全频域法具有较高的抗噪声干扰能力。     

管道泄漏检测的水力瞬变全频域数学模型

输水管道泄漏孔的存在及其位置直接影响着系统压力波形的畸变和衰减特性,通过分析有、无泄漏时任意位置处的压头频域特性可使泄漏检测成为可能.在考虑非恒定摩阻影响的基础上,提出基于水力瞬变全频域数学模型的泄漏检测反问题分析方法.用拉氏频域变换处理边界条件和实测数据,并将遗传算法用于频域反问题模型的求解,在寻优速度上比传统的瞬变时域分析的方法有了较大的改善.算例表明基于水力瞬变全频域数学模型分析的管道泄漏检测是一种有效的新方法.     

热力管网泄漏检测数学模型

本文研究了基于恒定流动模拟的静态泄漏检测方法和基于水力瞬变模拟的瞬变泄漏检测法，分析了瞬变泄漏检测法用于热力管网的可行性，建立了瞬态泄漏检测法的数学模型，误差准则，以及泄漏位置的确定方法，并通过实际供热管网泄漏检测数值仿真作了比较，表明用瞬态泄漏检测法可显著改善热网微机监控系统泄漏检测的能力。     

基于瞬变流频率响应分析的输水管道泄漏检测

采用传递矩阵法和频率扫描法,分析了管道泄漏对系统频率响应图的影响,以及频响图变化形态与泄漏点位置和泄漏面积参数之间的关系。在此基础上,介绍了基于管道瞬变流频响分析进行泄漏检测的步骤,并进行了数值试验验证。结果表明:1与完整管道相比,泄漏点的存在使系统频响图中各奇次谐波和偶次谐波的幅值均不再保持定值,而是随着谐波次数的不同呈现周期性的变化;2奇次谐波幅值随谐波次数周期性变化的主频率及相位反映了泄漏点位置,而该主频率所对应的幅值则反映了泄漏面积参数,据此可进行管道泄漏的检测;3数值试验结果表明基于瞬变流频率响应分析进行输水管道泄漏检测是可行的,且在泄漏孔面积占主管道面积比例较小的条件下,水锤波传播速度变化对检测结果的影响很小。     

考虑动态摩阻的管道泄漏水力瞬变数值模拟

为了提高管道系统泄漏的模拟和判断精度,将瞬态加速类(Brunone模型)和加权函数类(Zielke模型和Vardy模型)两类动态摩阻模型用于水力瞬变泄漏建模和模拟,并将计算结果与已有的试验数据、模拟结果进行对比分析.结果表明:与传统摩阻模型和存在简化误差的Brunone模型相比,Zielke模型和Vardy模型能更加精...     

供水管道泄漏的无损检测技术综述

对各种无损检测技术进行了分类、比较、介绍,并讨论了各种方法的原理、适用范围、优点和缺点等。阐明了目前应用于我国供水管道的检测技术发展状况,以及对今后技术发展的展望。     

小波分析在输水管道泄漏检测系统中的应用

山西引黄工程是山西省的生命工程,其输水管道担负着输水的重要角色,在工程中被大量应用。然而由于一些自然因素和人为因素不可避免地会造成管道泄漏,这不仅会造成水资源的严重浪费,而且还可能威胁到人类生命财产的安全。建立输水管道实时泄漏检测系统,及时定位故障点,可以最大限度地减少经济损失。文中应用小波分析理论,介绍了输水管道泄漏自动监控系统的工作原理和构成,并将之运用到引黄工程实践中。     

基于多尺度卷积神经网络的管道泄漏检测模型研究

如何有效检测管道泄漏是节水型社会建设迫切需要解决的关键和热点问题之一。近年来基于深度学习的管道泄漏检测方法发展迅速,本文针对传统单尺度卷积神经网络对泄漏特征提取不充分的问题,提出一种基于多尺度一维卷积神经网络(MS1DCNN)的管道系统泄漏检测模型。该方法利用多个不同卷积尺度的卷积通路并行提取管道泄漏的特征并进行泄漏信息的分类预测。基于经典的管道系统布置,利用瞬变流模型生成管道泄漏工况下的三个水压数据集对模型进行验证,三个数据集分别用于预测管道的泄漏位置、泄漏量和非恒定摩阻系数,对应样本数为39601、3980、4900,并将预测结果与其他深度学习方法和传统的机器学习方法进行对比分析。结果表明：MS1DCNN模型对数据集样本下泄漏位置、泄漏量、非恒定摩阻系数的分类准确率达到99.96%、98.48%、100%,三者平均预测精度比传统一维卷积神经网络(1DCNN)、BP神经网络、支持向量机(SVM)和k近邻算法(KNN)提高0.31%、2%、1.27%、22.8%;MS1DCNN在信噪比为-4～12 dB的噪声环境下各数据集的平均F₁分数分别为99.2%、97.02...     

长距离运输管道泄漏检测方法

长距离运输管道作为一种经济、有效、环保的运输手段,在液体、气体运输中发挥着独特的优势,而管道泄漏检测是长距离运输管道安全运行的重要保障。通过总结国内外近年来发展起来的管道泄漏检测方法,按运输对象分类介绍了管道运输气体和液体时的检测方法和工作原理,并指出优缺点,探讨了长距离管道运输泄漏检测的发展趋势,指出基于SCADA系统多种检测方法相结合及如何及时、精确地对小泄漏检测和定位是未来的研究方向。     

埋地压力输水管道渗漏噪声监测试验

为研究渗漏引起压力输水管线振动的在线监测方法及其应用,利用大型水压试验机进行了模型试验。试验时,用水压试验机模拟管道水压环境,并通过开启管道中部的射流孔以模拟渗漏,然后测量和分析管道振动情况。试验使用了3组检波器,分别固定于管道外壁、内壁和悬浮于水中,共测试了4种压力和4种不同直径管道渗漏程度。试验数据显示,无论是悬浮式还是固定式检波器,都能有效地监测到渗漏引起的管道振动,管道振动强度与管内压力以及射流孔大小呈正比关系。     

供水管线渗漏水力分析

基于供水管网水力计算理论,建立了以渗漏强度对管线压力的主要影响因素的渗漏状态下管道水力计算模型。应用该模型,可以得到正常与渗漏两种状态下的压力差值的数学表达式与其变化规律,据此可根据压力变化判据渗漏和进行定位。通过模拟计算,介绍了压力变化作为渗漏发生有效判据和初步定位的方法。     

管道系统漏损控制技术进展

为了提高供水效率和运行管理水平,针对国内外关于供水管道系统漏损控制方面的现状,从管网故障监测技术及设备、泄漏定位模型方法、信号辨识与算法寻优、健康维护和智能管理等视角梳理了管道系统泄漏监测与漏损控制技术的进展及存在的主要问题,分析了各检测方法用于管网泄漏问题的适用性。在此基础上,从实用角度提出了管网漏损控制值得解决的关键问题和方向如下:(1)针对漏损的监测和预警,应研究面向漏损监控的管网网络组建优化布置及快速预警技术;(2)针对小泄漏的定位模型,应研究管网漏损区域辨识与基于水力反问题分析的主动检测理论和方法;(3)针对检测设备研制,应重点研发基于探地雷达、光纤传感和内窥机器人等新技术的关键设备;(4)针对管网健康维护和智能管理,应研究复杂管网独立计量区域划分方法及管网健康评价和优化维护技术。     

调水工程水力控制综述

调水工程水力控制是一门新的交叉性学科,是一门研究采用工程措施和运行方法对系统内水流的运动实施控制的学科。本文介绍了该学科的理论体系、主要研究内容。论述了相关理论的国内外研究现状、进展,存在的问题,包括管道水击、明渠非恒定流、冰水力学、系统故障和泄漏检测技术、以及大系统的优化设计和运行最优化、地理信息系统、现代计算机数字三维仿真等。介绍了调水工程水力控制形成发展的历史,提出了几个值得关注的发展新方向和建议。     

大跨斜拉输水管桥水锤冲击响应研究

大跨斜拉输水管桥管道内水锤效应往往对桥梁结构安全产生重要影响。建立了某斜拉输水管桥有限元模型,对比分析水-管-桥结构的动力特性,进行了管-桥共振复核。通过特征线法求解水锤基本方程,计算了输水工况转换过程中不同阀门关闭历时产生的水锤压力,分析了水锤冲击作用下管桥主要构件的动力响应,对比研究了水锤荷载不同加载方式及不同关阀历时对管桥构件响应的影响规律。结果表明：管道空管及充水满管情况下的自振频率与桥梁结构的固有频率错开度较大,二者没有发生共振的可能;非均匀加载方式使得管桥各构件动力响应相对均匀加载显著增大,位移和应力的增幅大都超过50%,但不会引起构件的失稳或破坏;随着阀门关闭历时的增加,水锤冲击作用减弱,管桥主要构件的动力响应降低,钢桁梁组件中K型支撑杆、横梁、腹杆的响应下降幅度相对较大,桥塔的响应下降幅度较小。     

水锤计算中压力管道的分段问题研究

简要介绍了水锤计算中常用的几种压力管道分段方法。重点对调整波速法进行研究,指出了该方法存在的不足,提出了相应的改进方法。改进的调整波速法能选取尽可能大的时间步长、最小化整个管系波速调整幅度、保证波速调整前后压力管道系统中水锤波的传播时间一致。算例分析表明提出的改进方法是合理的。