气体管道泄漏声源特性声发射试验研究

对气体管道泄漏孔处声源进行了声发射检测试验,分析了气体泄漏产生声发射的原因,通过对不同泄漏孔直径、不同泄漏内压情况下的声发射信号处理与分析,得出气体管道泄漏声源的频率范围及幅度随管道内部压力、泄漏孔径的变化影响规律,并与管道气体泄漏的数值模拟结果进行了对比分析,试验研究结果为气体管道泄漏声发射检测提供依据。     

基于导波理论的管道泄漏声发射定位新技术研究

由于泄漏声发射信号的多模态特性和在管道内传播过程中的频散特性,使得通过相关分析进行管道泄漏定位的效果很差。根据模态声发射理论,将圆管中导波传播理论应用于管道泄漏的声发射检测,建立了管道中泄漏声发射信号的多模态传播模型。利用管道中导波传播的频散特性,在提取单一模态导波基础上,提出了一种实用的声发射泄漏定位方法。 泄漏定位试验证明了该方法的有效性。     

基于小波包和HHT变换的声发射信号分析方法

针对声发射管道泄漏检测过程中的噪声干扰问题,对基于小波包和经验模态分解(EMD)的声发射信号处理方法进行了研究.采用小波包分解算法和经验模态分解都可以对管道泄漏声发射信号进行分解,但分解结果却存在一定区别.EMD是近年来非平稳信号分析领域的一个突破,对管道泄漏声发射信号进行EMD分解后,选择包含声发射特征的若干固有模式函数(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.相对小波包分解方法而言,对根据IMF分量重构的声发射信号进行相关分析计算,得到的管道泄漏点的位置更为精确.     

气体管道泄漏声发射单一非频散模态定位

针对气体管道泄漏声发射信号的多模态、频散特性导致互相关泄漏定位误差大的问题,提出采用单一非频散模态提取的气体管道泄漏声发射定位方法。对检测信号的互谱加窗,并根据模态波数确定窗参数,可获得泄漏声发射信号的单一非频散模态导波的互谱。对单一非频散模态导波的互谱进行傅里叶反变换,得到泄漏声发射中单一非频散模态信号的互相关函数以及时延估计,就可以采用单一非频散模态声速,更准确计算出泄漏位置。对气体管道泄漏进行定位实验,相比用未经分解的泄漏声发射信号进行定位,由于声发射单一非频散模态信号的相关性增强,且选用的声速更准确,定位相对误差平均降低7%以上。这表明,通过提取泄漏信号互谱的单一非频散模态成分进行时延估计,可以提高泄漏检测的有效性和减小定位误差。     

基于声发射的CO_2运输设备泄漏检测和定位研究

为快速准确实现CO_2运输设备的泄漏检测和定位,提出了一种基于声发射的泄漏检测和定位方法。针对管道和储罐两种运输设备的物理特性,分别采用低频和高频声发射传感器采集声波信号,通过时域和频率特征来判断是否发生泄漏;然后为寻找泄漏源,提出了一维和二维定位简化模型,首先使用经验模态分解法(EMD)对泄漏信号进行了多层分解,然后采用到达时间差法(TDOA)和双曲线法进行泄漏源的定位。结果表明:CO_2泄漏信号与未泄漏信号在时域和频率存在明显区别,一维和二维定位模型能够有效地完成CO_2运输管道和储罐的泄漏定位。     

基于STM32的水位传感器气密性检测仪的设计

在水位传感器的出厂检测过程中需要进行气密性检测，为此，设计了一个基于STM32的水位传感器气密性检测仪。该检测仪采用直压式气体检漏的方法，以STM32F030R8为控制核心，控制气泵进行充气，压力传感器检测气压并通过电桥差分信号输出，高精度气压测量模块测量电桥信号的输出，通过程序控制实现气密性检测的加压、稳压、保载、判断、输出等步骤，并将判断结果通过LCD显示和继电器输出。通过多次实验和测试，该气密性检漏系统能够实现对水位传感器泄漏的检测，且实验数据较为准确、稳定，重复性较好。     

浅谈压降法在室内燃气管路气密性检测中的应用

室内燃气管路气密性检测方式有很多,但是每种方式都得用在特定场合。目前室内燃气管路气密性检测方式主要有:泄漏检测仪、U型压力计、肥皂泡法。本文主要介绍一种新型的管路检测方法压降法检测管路气密性。     

基于小波变换的管道泄漏声发射检测信号处理

针对管道泄漏声发射检测信号中含有大量噪声导致定位精度低这一实际,研究了基于小波变换的声发射检测信号降噪技术,利用小波函数阀值降噪法对泄漏系统所采集的信号进行滤波处理,以保证采集到的瞬态信号有效性,并采用互相关分析法对泄漏点定位.10种工况下实验结果表明,采用小波变换对声发射检测信号处理处理后,管道的定位精度在5％之内,满足工程实际需要.     

基于声发射的阀门泄漏检测及标定方法的研究

基于阀门泄漏产生声发射信号的原理,建立了可用于测试阀门泄漏率低于0.1Pa.m3/s的微小泄漏状态的声发射检测系统,采用气泡法对阀门微小泄漏进行标定。针对声发射信号在检测中易受环境噪声干扰的问题,设计了信号调理电路来降低各种噪声,并编制了LabVIEW程序对采集的声发射信号进行分析和处理。以手动球阀为被测对象,在建立的系统上进行了大量泄漏检测实验,结果表明,该系统能快速方便地对阀门微小泄漏做出定性分析。     

基于声发射与小波变换的阀门泄漏研究

在实验室建立了一阶水箱循环系统,采用声发射技术与小波变换理论,在相同的实验条件情况下,进行了不同开度下阀门泄漏的声发射检测实验。通过matlab软件对原始电压信号进行去噪处理、频率分析、能量特征分析,能够准确判断管道有无泄漏,得出泄漏大小与声发射信号之间的关系。经对各频段能量特征分析,进一步验证声发射技术在阀门泄漏应用的可靠性。     

气体管道泄漏声源产生机理仿真研究

以Lighthill气动声学方程为基础,采用时域差分方法,对不同泄漏孔直径的管道气体泄漏声场进行了数值模拟。数值模拟结果表明,在泄漏孔处,泄漏孔直径、内压对声强影响成线性关系。模拟结果为管道气体泄漏的声发射检测提供依据。     

改进LMD及高阶模糊度函数的管道泄漏定位

针对天然气管道泄漏定位的问题,提出一种基于改进局域均值分解(LMD)及高阶模糊度函数的时延估计方法。该方法首先采用改进的LMD对声发射信号进行分解,获得多个PF分量,进而提出根据K-L散度的PF分量自动选择算法,获取含有主要泄漏信息的PF分量,在此基础上,研究了基于高阶模糊度函数计算声发射信号的时频参数,并通过时频分析获取特征频率的到达时间差,最后结合泄漏产生的广义声发射信号的传播速度完成对天然气管道泄漏的定位。实验结果表明,提出的方法能够进行定位且精度较直接相关法明显提高。     

天然气管道球阀内漏发声机理及检测试验

球阀作为高压天然气输送管道的主要设备,其内漏时的喷流气体会产生声发射信号,通过研究该声发射信号特征规律将有助于阀门内漏流量量化检测。针对这一问题,进行了天然气输送管道球阀内漏发声机理和检测试验研究,分析了阀门内漏声发射现象产生的机理和内漏流量检测评价方法。在此基础上,应用声发射检测系统对3种不同尺寸内漏球阀进行了检测试验,通过试验分析了球阀在不同内漏流量下的声发射信号频谱特征分布规律,并采用小波包分析方法进行信号特征参数(信息熵、均方根、频域峰值)提取。拟合特征参数与内漏流量关系曲线,采用R~2(确定系数)指标对曲线拟合程度进行评价,评价结果表明,采用均方根值(root mean square,简称RMS)的曲线拟合程度最高(R2为0.979),可以用于天然气输送管道球阀内漏流量的量化检测。     

基于BP神经网络的管道泄漏声信号识别方法研究

针对城市供水管网泄漏检测需求,进行了泄漏声信号识别方法研究。分析了泄漏信号的时域、频域及波形特点,提取出可用于泄漏信号表征的20种特征参数;基于提取的泄漏声信号特征参数,构建了泄漏声信号BP神经网络识别系统;研究了神经网络结构(隐含节点数、传递函数、学习率)及输入参数的数量和种类对泄漏信号识别效果的影响,并优化出最佳的神经网络结构及输入参数。在以上研究基础上,利用优化后的神经网络对实验室及现场管道泄漏信号进行了交叉训练和识别,结果表明,提出的基于泄漏特征参数的神经网络系统具有较高的可靠性和普适性,可以很好地实现不同场景下泄漏信号的交叉识别,整体识别率达92.5%,为解决不同工况下泄漏信号识别做了有益的探索。     

埋地金属管道泄漏点综合检测试验研究

针对现有检测技术难以解决埋地金属管道泄漏点定位的技术难题。通过综合利用交流电压梯度检测技术及连续式瞬变电磁技术,可以确定管体壁厚异常变化区域。试验结果表明,将防腐层检测与管体检测技术相结合可以进行埋地管道泄漏点检测,定位精度约为±1．0m。     

A study of hydraulic seal integrity

The work described in this paper involved on-line detection of seal defects in a water hydraulic cylinder. An obvious effect of seal defect is internal leakage. Therefore, the approach used was to detect the internal leakage using suitable technique. The technique used involved detecting the acoustic emission (AE) due to the internal leakage. This paper evaluated various parameters of AE signals in terms of their capability in estimating the internal leakage rate in a water hydraulic cylinder. Experiments were carried out to study the characteristics of AE parameters at different internal leakage rates, the parameters including the root-mean-square (rms) value, the count rate, the peak magnitude of power spectral density and the energy. The correlations between these parameters and the internal leakage rate were analysed carefully. The results show that energy-based AE parameters, especially the rms value, are more suitable to interpret AE signals generated by internal leakage.     

Potentialities of acoustic emission technique for inspection of main pipelines

A technique has been suggested for calculating parameters of acoustic emission pulses propagating in a main pipeline as functions of parameters of developing cracks, pumped products, pipeline dimensions, and a distance to the detector position. Limiting distances for detection of acoustic emission pulses and minimal dimensions of detected cracks have been estimated.     

基于声发射理论的安全阀气体内漏信号特征研究

基于声发射理论,研究安全阀气体内漏情况下的信号特征。设计搭建了安全阀内漏模拟试验台和安全阀内漏声发射信号检测系统,通过理论分析和试验研究的方法,模拟了安全阀密封面划伤、密封面出现单个漏孔、密封面出现多个漏孔等内漏情况,研究了这些情况下声发射信号的频谱特征,泄漏率对于声发射信号特征参数平均信号电平(ASL)的影响,以及泄漏率与平均信号电平之间的量化关系,为实现安全阀内漏在线监测奠定基础。     

基于Markov特征的油气管道泄漏检测与定位方法

针对传统的基于压力信号的管道泄漏检测方法误报率和漏报率偏高,同时定位误差较大的缺点,设计了一种基于Markov特征的管道泄漏检测与定位方法。首先,将管道压力数据构造为Markov链的形式,并提取其动态特征;然后,将所提取的特征应用于Neyman-Pearson异常检测方法之中,检测全部压力数据样本的状态,并对检测到的异常样本进行同源信号匹配,修正检测结果;最后,将相似性定位方法与连续小波定位方法结合,确定管道首末两端响应压力变化的时间差,并根据管道长度和压力波传输速度等信息,对泄漏源定位。所提方法能应用于小泄漏和缓慢泄漏的检测与定位,易于实现,误报率与漏报率显著降低,定位精度提高。通过对历史数据的分析,验证了所提方法的可行性和有效性。