基于TMS320的在线管道泄漏检测系统设计

管道泄漏检测是保证能源输送安全的重要环节,油气管道泄漏时,常常因为漏报和定位误差等原因造成事故,对此,设计了一个在线检测系统,系统以数字信号处理器为核心,采用次声波传感器监测管道泄漏情况,将变分模态分解和小波变换结合的方法应用在信号去噪方面,在减少了背景噪声和干扰噪声的同时,又可以有效地提取出信号的拐点,将管道首末端信号拐点的时间差代入定位公式就可以估计出泄漏点的位置。经2 800 m环形管道测试,结果表明,提出的管道泄漏在线检测系统,可成功识别并定位管道发生的泄漏,泄漏点估计值的误差分别为16.25、12.75、8.75 m,定位误差均小于20 m,精度较高,可达0.58%。     

基于相关检测的漏点定位系统设计

利用管道泄漏时产生频率相对稳定的振动现象的特点,使用互相关函数峰点跟踪系统的设计原理,结合单片机系统,设计使用方便的泄漏点定位测试系统.该系统首先将振动传感器信号转化为频率信号,由单片机及其辅助模块对频率信号进行计数、计算并显示结果.该系统能有效地抑制噪声,快捷而准确地检测到漏点位置,且可以自评定测量结果是否准确.     

基于FPGA的主动隔振载荷检测系统的设计与实现

随着空间精密载荷对星上振动要求的提高,主动隔振载荷在对敏感载荷进行微振动抑制方面的重要性逐渐凸显。为实现低频、小振幅微振动的采集和抑制功能,以满足载荷所需的振动环境要求,本文设计了一个基于FPGA主控板卡和Qt上位机软件的检测系统。通过FPGA控制多路Δ-Σ模数转换器完成微振动信号的同步采集、指令协议的解析、PID控制算法的实现以及驱动控制信号的输出,同时设计了上位机软件实现对遥测信号的实时数显和频谱分析。系统经过集成联调,对主动隔振载荷的实时遥测功能和隔振控制性能进行了测试。结果表明,加速度幅度谱密度积分从1.73×10-6 g降至1.41×10-7 g,隔振抑制比达到-25 dB,实现了良好的微振动抑制效果,验证了本系统能够满足主动隔振载荷的微振动抑制需求。     

改进CNN的供水管道泄漏声音识别

为了检测供水管道是否出现泄漏,同时针对人工检测精度低、背景噪音难以去除和现有检测设备的实用性低等问题,研究了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的供水管道泄漏声音识别方法。首先设计水下机器人的供水管道内部声音实时采集系统,并利用用户数据报协议(user datagram protocol/internet protocol, UDP/IP)通信技术将该系统采集的声音信息上传至上位机,并对供水管道内的声音进行泄漏和不泄漏的划分且制作成数据集,提取泄漏音频和不泄漏音频样本的梅尔谱特征图,根据实时性选用轻量级卷积神经网络ShuffleNet V2进行训练和识别;其次引入卷积注意力模块(convolution block attention module, CBAM)到网络模型中,并对ShuffleNet V2的Unit1单元进行改进,提出了Unit1＿y单元;最后将改进后的网络与MobileNet V3、ResNet18等轻量级网络进行对比。试验结果表明,改进后的网络模型相较于其他的模型对供水管道漏泄声音识别效果最佳且参数量低,占用上位机...     

基于广义互相关的供水管道泄漏振动信号时延估计器性能研究

针对供水管道泄漏振动信号低信噪比下时延估计器性能差的问题,利用仿真分析与实验验证相结合的方法,对互相关(CC),脉冲响应(ROTH)、平滑相干变换(SCOT)、维纳(WIENER)、相位变换(PHAT)和最大似然(ML)这6种时延估计器在供水管网泄漏声振动信号下的性能进行研究。首先,在不同噪声类型下分别研究了6种时延估计器随着信噪比的变化规律;然后,分析了不同信噪比下时延计器的噪声抑制性能;最后,将6种时延估计器应用于供水管道泄漏定位实验中,分析不同时延估计器产生的泄漏定位相对误差来比较他们的噪声抑制性能。仿真分析和实验验证表明,SCOT时延估计器在噪声抑制方面性能最优,基于SCOT时延估计器的供水管道泄漏平均相对定位误差为3.48%,Wiener时延估计器性能最差,平均相对定位误差为18.23%。     

弹箭结构特征参数测试系统设计

为了保证弹箭参数的精确,介绍了一种弹箭结构参数测试系统的设计方案.该系统以单片机为核心,硬件电路包括电源电路、A/D转换电路、串口通信电路、周期信号调理电路等;下位机软件采用C语言编写,实现对质量和周期信号的采集及处理;上位机软件采用C#编写,通过RS232与下位机进行通信,实现对单片机下发指令、采集信号、处理信号、显示和保存结果等功能.     

燃气管道泄漏的次声源定位算法研究

针对城市燃气管道泄漏定位精度不高的问题,根据燃气管道泄漏时泄漏点产生次声波的特性,提出了一种燃气管道泄漏的次声源定位算法。该算法通过构建泄漏源的定位模型,利用传感器节点和泄漏点之间位置上的几何关系得到泄漏点位置。首先利用传感器阵列采集燃气管道泄漏时产生的次声波信号,并对该信号进行小波去噪处理,接着利用广义互相关法计算相邻传感器节点间的时延,最后结合定位模型计算出泄漏点位置。针对算法的信号处理部分进行了仿真,并在实验室进行了泄漏点定位的模拟实验。结果表明,在燃气管道泄漏定位中,算法的定位误差在1 m以内,具有较高的定位精度。     

便携式位移-加速度振动信号测试系统软硬件设计与实现

本文设计的便携式位移-加速度振动信号测试系统其硬件体系由传感器、信号采集装置、笔记本电脑组成,将信号前置处理电路、信号采集电路、自带电源电路集成,形成信号采集装置,位移传感器与加速度传感器可置放于信号采集装置内,笔记本电脑可固定于信号采集装置上.系统的软件体系采用Delphi与Matlab混合编程,Innosetup制作安装程序.整个系统软硬件有机结合、体积小、重量轻、携带操作使用方便,特别适用于现场测试.     

挂轨式管道泄漏检测机器人设计

地下管廊中管道的泄漏检测是管廊安全运行的重要保障之一,为了实现管廊的自动化运行,并针对传统检测方法的灵活性不足、信息交互性差的缺点,本文基于STM32F103设计了一种挂轨式管道泄漏检测机器人。机器人搭载MIC声音传感器作为泄漏检测装置,将采集到的信号利用神经网络进行音频特征的识别,监控主机对判断结果做出报警或其他措施。经过管道泄漏检测系统实验平台测试,机器人系统运行稳定,对于管道泄漏的检出率达到93%,满足实际应用需求。     

基于改进阈值函数法在声波法直埋供热管网泄漏检测中应用

为提高声波法直埋热水供热管网泄漏应用的定位精度,在分析各种小波法阈值函数适用性的基础上,提出了改进阈值函数降噪方法,该方法理论上能够克服软阈值函数的恒定偏差和硬阈值函数信号振荡的缺点,设置调节参数,提升降噪能力,保留小于阈值点区域信号,避免有效信号丢失。在大型直埋热水循环管网中进行泄漏测试实验,研究表明采用本方法进行声波法直埋供热管道泄漏检测,可实现泄漏定位误差在±1 m内,定位精度可达0.11%~3.49%,最后选择北京市供热系统中实际工程案例,采用本方法进行声波法泄漏检测,泄漏定位误差为0.37%~0.66%,定位精度提升。     

基于STM32的振动信号采集系统设计

针对旋转机械设备设计了一套便捷式振动信号采集系统,利用三轴加速度计ADXL345采集加速度信号,STM32将采集到的数据经过运算在LCD上显示加速度、速度和位移等参数,并经过FFT运算后在LCD上显示频谱,最后对数据进行存储。在STM32上实现了数值积分和最小二乘法,并且可以通过触摸屏对显示内容进行切换。采用时域积分对加速度信号进行积分运算,并利用最小二乘法消去积分过程中产生的趋势项,得到准确的速度和位移数据。通过实际测试,得到加速度、速度和位移的峰值分别为9.990 m/s^2,19.733 mm/s,40.627μm,与加速度校准仪的输出参数一致,实现了振动信号的实时检测功能,由此验证了设计的正确性,实验结果表明该方案符合预期设计要求。     

基于无线局域网的输送管道泄漏实时检测系统的研究

对无线局域网的基要概念、传输介质、技术标准及拓扑结构进行了介绍。针对输送管道的地理位置特点,提出了建立基于无线局域网的输送管道实时检测系统的解决方案,实现了检测点和厂区局域网的互联,并对方案中的数据采集、数据传输、泄漏检测和定位进行了详细讨论。对于输送管道泄漏,综合运用包括小波分析在内的多种信号处理方法,能够及时、准确地检测并定位泄漏点。     

基于云平台的变电站地下水管泄漏监测系统的设计

针对变电站地下水管发生泄漏后无法及时准确检测与定位问题,基于水管发生泄漏后周围土壤的湿度变化会造成土壤的阻抗产生变化的原理,设计一种基于云平台的埋地水管泄漏监测及定位系统。该系统采用三级分布式结构,由信号采集系统、数据集总系统及云端数据分析与管理系统组成。信号采集与数据集总系统以低功耗宏晶STC单片机、LoRa无线数传模块、4G通信模块等为核心,实现对布置在水管两侧的电极间的阻抗信息及电池电量信息的采集滤波及与云端的数据交互;云端数据分析与管理系统基于数据挖掘和分析技术对底层上传的数据进行处理,完成对泄漏点的检测与定位。从实用性和便利性考虑,系统还支持通过Web对泄漏状况的实时监测。实际的测试结果表明,该系统工作稳定可靠,实用性强,有很好的推广应用前景。     

炉内管道泄漏声检测与定位系统的研究现状

电站锅炉管道泄漏的声检测与定位系统,主要利用声学技术检测炉内管道的泄漏状态,并利用多传声器定位机理对泄漏点进行定位,有效地减少了由管道泄漏引起的非计划停炉.分析了该系统的关键技术,介绍了其发展概况及应用现状,提出了改进方向.     

基于虚拟仪器的输水管路泄漏检测系统

讨论了一种基于虚拟仪器的输水管路泄漏检测系统的设计和实现：重点介绍了泄漏检测系统的泄漏定位方法、硬件设计和在LabV1EW环境下的软件模块化设计?对于突发的输水管路泄漏．综合运用了包括小波分析在内的多种信号处理方法,能够及时准确地对泄漏点定位。实际证明了这种基于虚拟仪器的输水管路泄漏检测系统具有很强的灵活性和可扩展性。     

基于神经网络的管道流量泄漏在线监测技术的实现

为了解决目前管道流量泄漏监测和定位问题,根据管道泄漏应力波和正常信号的区别,建立神经网络模型.运用LabVIEW分析传感器在泄漏管道不同位置拾取的泄漏信号的时频域特征,进行泄漏信号的提取,根据时频域特征指标来构造人工神经网络的输入矩阵,建立了能对管道流量泄漏状况进行分析监测定位的人工神经网络,实现了管道流量泄漏监测的单传感器定位,进行流量泄漏在线系统分析.理论分析和实验研究表明:基于人工神经网络的管道运行状况分类器能够较为迅速准确地预报出管道运行状况,检测管道是否泄漏,并且有较强的抗恶劣环境噪声干扰的能力.采用人工神经网络这一非线性理论和模式识别的人工智能方法有助于提高管道系统泄漏检测的灵敏度和精度,并降低误报率.     

用于ADC测试的数据采集系统的设计

介绍了一种可用于百兆级采样率模数转换器（ADC ）测试的数据采集系统,给出其硬件设计原理与方法,并简要介绍了上位机软件工作流程。该系统主要用于进行8位或16位100 M Hz采样率ADC的动态参数的测试,采用FPGA＋ USB的形式。其中,FPGA负责对采集的数据进行缓存和传输,然后通过USB将数据上传到上位机中,最后利用上位机软件的控制算法实现对待测ADC参数的计算与显示,从而得出电路的测试结果。该系统性目前已用于日常电路测试,并取得了良好的效果。     

基于FPGA的多通道数据采集电路的设计及实现

介绍了一个基于FPGA的多通道信号采集电路.该电路以FPGA芯片XC3S400作为电路的主控制器,采用电子开关ADG708对7路信号进行了循环采集,使用AD7667作为模数转换器,由主控制器FPGA控制,将采集到的模拟信号转换为数字信号.然后,通过单片机CY7C68013与上位机通信,将采集到的信号通过上位机软件读出并画图显示.通过试验已验证了该采集电路的功能的有效性.     

炉内管道泄漏声检测与定位系统的研究现状

电站锅炉管道泄漏的声检测与定位系统,主要利用声学技术检测炉内管道的泄漏状态,并利用多传声器定位机理对泄漏点进行定位。分析了该系统的关键技术,介绍了其发展概况及应用现状,并提出了改进方向。     

开关柜绝缘子泄漏电流传感器的设计

绝缘子泄漏电流的检测是开关柜在线监测的一个重要方面。由于泄漏电流十分微弱,因此传感器的准确度和灵敏性至关重要。从电流互感器的误差角度入手,通过分析误差公式,讨论影响泄漏电流传感器准确度的6种因素,并设计了一套信号调理电路,同时对电流互感器和信号调理电路采取相应的保护措施。经实验验证所设计的泄漏电流传感器线性度误差为1.43%,分散性只有0.99%,满