输油管道应力波检测中的小波去噪方法研究

本文介绍了一种适用于油田输油管道应力波检测的小波去噪方法。在盗油实时监测时，利用冲击激励产生的应力波到达两个检测传感器的波达时刻的差对冲击激励点进行定位。由于小波变换具有多尺度分析的优点，根据有用信号和噪声奇异性的不同及其在小波变换不同尺度下的传递特性的不同，区分信号和噪声，进行小波系数的阈值选取后，利用剩余的小波系数重建信号，得到有用信号的波形。试验发现，该法可以很好地去除噪声，从而使应力波的波达时刻的计算的准确度提高。     

基于小波包分解的应力波无损检测分析方法

描述了基于小波包分解的应力波也损检测分析方法。通过对应力波信号进行熵标准下的最优小波包分解和对一定节点分解系数对应信号成分加以重构，提取实测信号所包含的对应于缺陷部位的应力波反射特征信息，再现了反射波信号在时间轴上的规律性，消除季由实测信号直接读取存在的潜在错误。数值模拟试验显示了方法的合理性，在此基础上，进行了对桩基和锚杆工程质量检测的实际应用研究。本文研究工作对于分析那些无法直接判读反射波信息的测试信号，显示出独特的吸引力，提高了应力波无损检测方法的可靠性。     

检漏软件在输油管道SCADA系统中的应用

 目前各大型长距离输油管道系统上广泛应用SCADA系统作为自控系统．提出了基于SCADA系统的原油泄漏检测系统,不仅可以检测、显示、控制管道的工艺参数,而且可以动态仿真整个管道水力状态和实时检测管道泄漏时间、地点和泄漏量．该系统针对华北油田某采油厂输油系统,结合瞬态负压力波法和管道实时传输模型法,有效提高了管道油品泄漏检测的准确性和报警的及时性,减少了报警失误率．近两年现场运行证明该系统可靠、稳定．     

基于地震动信号的管道安全监测系统的研究

针对目前广泛存在的油气管道周边安全问题，提出基于地震波信号检测和处理的管道安全监测方法．地震检波器组及处理单元组成的检测系统采集管道周围地面入侵目标在活动时产生的地震动信号；由于不同目标产生地震波信号的频率、能量等特征不同，通过小波变换的时频分析方法处理这些信号，可以获得不同传感器测量信号中入侵目标特征频率出现的时间差异；根据时间差和传感器阵列与入侵目标的相对位置，实现对入侵目标的空间定位．通过对实验外场实测数据的分析验证了本文提出的方法．     

基于压电主动传感法的钢管螺纹接头松动监测

针对管道工程中缺乏对接头部位松动监测的相关研究,该文利用压电陶瓷传感技术对城市地下管网中广泛应用的钢管螺纹连接松动进行监测实验。在钢管管道和外接螺纹接头处分别粘贴压电陶瓷传感器,松动发生时,管道和外接头间的相对接触面积减小、相对距离发生变化,最终影响应力波在传感器之间的传播和衰减。基于此,该文从理论上推导螺纹松动程度与应力波信号衰减之间的对应关系,并通过室内实验,验证所提方法的有效性,即压电主动传感法可以较好地实现对管道螺纹接头部位松动病害的监测和分析。此外,5次重复性实验进一步验证所提方法监测效果的一致性和鲁棒性,可为管道工程监测领域提供参考。     

应力波技术的液体火箭发动机试验应用研究

为了提升液体火箭发动机早期故障识别能力与效率,提出一种基于应力波技术的发动机涡轮泵故障检测方法.介绍了应力波信号的产生机理、获取途径和检测原理,针对液体火箭发动机试验特点,研究了应力波检测技术在低温环境下进行应用的解决方案,搭建了用于YF-XX发动机涡轮泵故障模式识别的应力波检测系统.经过试验测试表明,应力波信号的分析...     

基于流固耦合的水力瞬变三维模拟及管壁动态应力分析

水力瞬变也称为水锤，是由于管道内压力瞬间升高，压力波在管道内以声速传递的现象。紧随着压力波，管壁上产生动态应力，进而导致管道失效。基于ALE流固耦合方法模拟由于阀门突然关闭导致的管道中流体冲击波，并与一维水锤冲击波理论值进行了对比。在此基础上分析了不同约束条件下，距离管道末端一定距离，由于管壁变形和振动而产生的三维动态应力。发现在水锤波传播过该位置一段时间之后，管壁应力才达到最大值，此外管壁周向应力在动态应力中影响是最主要的。     

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。     

管道泄漏数学模型及测试技术

通过分析建立管道泄漏数学模型,研究泄漏引发的瞬态负压波在管道中的传播过程,编制离线软件模拟管道泄漏事故.在此基础上,运用瞬态负压波法在实验环道上进行泄漏监测实验.实验数据采集系统由HB26S型扩散硅压力传感器和PCI-1800L型A/D采集转换芯片组成,采集设在环道首末端处监测点的压力信号,并以此信号判断泄漏是否发生.运用信号相关处理方法对环道首末端监测点的压力信号进行处理,得到泄漏引发的瞬态负压波传播到环道首末端监测点的时间差,实现漏点的定位.实验结果验证了瞬态负压波泄漏检测方法的有效性和极性相关漏点定位法准确性.     

站外输油管道维护的工艺措施

文章重点介绍了输油管道在发生盗油打孔、腐蚀穿孔、更换管段时所采取的技术措施。即在停输状态下,管道泄漏实时监测系统无法正常使用时,通过在输油站内增设管道增压泵,使管内保持一定压力,从而保证管道泄漏实时监测系统灵敏好用。解决了站外管道维护抢修中存在的问题。     

基于通信光缆的光纤油气管线预警系统

提出了一种以光纤分布式扰动传感器为核心,通过随油气管线一同敷设的标准通信光缆为传感介质的新型光纤管线预警系统.该系统利用激光干涉的原理对扰动信号进行实时探测,从而实现对挖掘、偷盗和第三方破坏等事件导致的扰动的实时监测和定位,从而达到管线安全预警的功能.该预警系统成功研制后分别在津唐输油处石油管线和杭州至嘉兴天然气管线进行了多次外场测试,该系统能在长达60 km的管线上实现250 m的定位精度,具有很好的定位稳定性.其测试结果表明:与传统油气管线监测手段相比,该系统具有无需外场供电、本质安全、灵敏度高,监测距离长、可定位以及可预警监测等技术优势,是未来油气管线监测的发展趋势.     

海底原位土体孔压监测与评价技术

研制出了海底土体原位孔监测装置,由包含锥尖阻力传感器、侧摩阻力传感器、孔隙水压力传感器的测杆和相应的自动化数据采集、处理、评价系统组成,可用来监测波浪在土体内不同深度处产生的超孔隙水压力（可连续观测一个月）,并利用建立的分析评价系统查询到采集数据中的任意探测深度、任一时间段内的孔压曲线以及波浪变化曲线,也可以查询到同一时间探测深度上的孔压曲线,并判断波浪强度对孔压大小的影响以及波浪对孔压的影响深度,同时,系统将会根据有效应力原理以及物理模型试验得出的经验公式对土体液化可能性进行判别。     

基于改进时间反转法的超声导波检测系统构建

针对目前国内自主研制超声导波检测设备能力不足以及常规超声导波检测灵敏度较低等问题,构建一种基于改进时间反转法的超声导波检测系统。利用超声导波线性叠加性,单独激励时间反转信号,再线性叠加检测信号,在LabVIEW环境下,开发基于NEXTKIT信号万用仪和NI PXI-6331采集卡的超声导波时间反转检测系统。实验结果表明:纯净的时间反转信号是获得良好聚焦效果的前提,为窗宽选择提供依据,有效提高小缺陷反射回波信号幅值,为设备小型化提供可能。     

Single Mode Tuning Effects on Lamb Wave Time Reversal with Piezoelectric Wafer Active Sensors for Structural Health Monitoring

Lamb wave time reversal method is a new and tempting baseline-free damage detection technique for structural health monitoring. With this method, certain types of damage can be detected without baseline data. However, the application of this method using piezoelectric wafer active sensors (PWAS) is complicated by the existence of at least two Lamb wave modes at any given frequency, and by the dispersion nature of the Lamb wave modes existing in thin-wall structures. The theory of PWAS-related Lamb wave time reversal has not yet been fully studied. This paper addresses this problem by developing a theoretical model for the analysis of PWAS-related Lamb wave time reversal based on the exact solutions of the Rayleigh-Lamb wave equation. The theoretical model is first used to predict the existence of single-mode Lamb waves. Then the time reversal behavior of single-mode and two-mode Lamb waves is studied numerically. The advantages of single-mode tuning in the application of time reversal damage detection are highlighted. The validity of the proposed theoretical model is verified through experimental studies. In addition, a similarity metric for judging time invariance of Lamb wave time reversal is presented. It is shown that, under certain condition, the use of PWAS-tuned single-mode Lamb waves can greatly improve the effectiveness of the time-reversal damage detection procedure.     

基于HHT的数控机床主轴振动监测系统的研制

为监测数控机床主轴的运行状态,针对机床主轴在工况条件变化或故障发生时振动信号的非平稳特性,研制基于HHT时频分析方法的数控机床主轴振动监测软、硬件系统。硬件系统包括基于FPGA主控模块与PC104总线的数据采集模块;软件系统包括时域波形监测与特征数据监测两模块,其中特征数据监测模块具有监测频谱分布及时频分布功能。为更直观、准确反映数控机床主轴振动信号的非平稳特性,提出基于HHT的主轴振动信号特征提取方法,实现对振动信号时频分布的实时监测。数控机床主轴振动信号测试结果表明,该系统在监测信号时域波形与频谱分布的同时,能利用HHT的瞬时频率描述特性,实现对数控机床主轴振动信号时频分布的实时监测。     

DSVM系列测振仪在爆破振动测试中的应用

介绍一种由电池供电、微机控制并可根据预设值自动地进行测试的振动测试仪，它无需很长的信号传输电缆，配有自动内触发、通断外触发、提前触发功能及四色绘图仪以进行测试数据和振动波形的打印，并可通过ＲＳ－２３２接口与多种微机进行通讯。可通过多种外设输出三个通道的测试与分析结果。本文结合地下和露天爆破振动测试、岩石声波波速测试和微差爆破延迟时间研究中所用岩石移动时间测试的实例，重点介绍了该测振仪的应用情况。     

DSVM系列测振仪在爆破振动测试中的应用

介绍一种由电池供电、微机控制并可根据预设值自动地进行测试的振动测试仪，它无需很长的信号传输电缆，配有自动内触发、通断外触发、提前触发功能及四色绘图仪以进行测试数据和振动波形的打印，并可通过ＲＳ－２３２接口与多种微机进行通讯。可通过多种外设输出三个通道的测试与分析结果。本文结合地下和露天爆破振动测试、岩石声波波速测试和微差爆破延迟时间研究中所用岩石移动时间测试的实例，重点介绍了该测振仪的应用情况。     

Experimental Study on Ultrasonic Monitoring of Splitting Failure in Reinforced Concrete

This paper investigates inspection of reinforced concrete elements sensitive to the splitting failure. The behaviour of a reinforced concrete specimen subjected to a tensile stress is considered. The damage detection procedure is based on the ultrasonic wave propagation technique. The piezoelectric transducers are located on both ends of the specimen and the measurements are taken periodically during the incrementally increased loading. The features of measured signals in time and frequency domains as well as wavelet transforms before and after the splitting failure are studied. The experimental results show that proposed method can be used for monitoring of damage evolution in concrete elements. The method makes possible detection of the moment just before the splitting failure occurs.     

基于磁致伸缩导波的尖轨缺陷检测技术研究

尖轨在其周期性载荷作用下易发生断裂,引发列车事故。为对尖轨缺陷进行检测,文章基于磁致伸缩效应研制了导波检测系统,研究导波在尖轨中的传播特性、导波对尖轨附属件的检测能力以及缺陷的识别能力。采用ABAQUS/Explicit有限元方法研究了不同频率导波在尖轨中的传播特性。所研发的磁致伸缩导波检测系统在尖轨上的检测是可行有效的。使用导波检测系统在尖轨底面激励的水平剪切导波在基本轨和尖轨上可传播的有效距离至少为 12 m,在空轨中至少能传播 16 m。而且低频导波主要沿轨底传播,高频导波主要沿轨腰和轨头传播,多频导波结合能更加准确地对尖轨的检(监)测。