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。     

运载火箭管道微泄漏声发射检测仪

目前,传统的运载火箭总对接管路系统气密性检测方法为皂泡法,该方法在检测过程中存在耗时长、容易发生误判和漏判问题。为解决传统皂泡法的缺陷问题,进行了便携式气密性检测声发射检测仪的研究。首先进行检测设备各个部件的设计与选型,然后对火箭管道进行了检漏试验,进一步分析了泄漏信号的时域和频域特征,最后确定了通过拟合频率段包络面积来判别泄漏等级的算法。结果表明,通过设计、开发和测试验证的手持式声发射检测仪新设备,能够对火箭管道的泄漏等级进行更加高效、精准的评估。     

气体管道泄漏模态声发射时频定位方法

针对声发射信号频散特性导致基于时延估计的气体管道泄漏定位误差大的问题,提出一种基于模态声发射时频分析的泄漏定位方法。该方法采用平滑伪Wigner-Ville时频分布对两泄漏信号的互相关函数进行时频分析,利用互相关函数的时频谱可同时提取泄漏信号的时间延迟和与之对应的频率;然后根据泄漏声发射信号的主导模态的频散曲线即可确定该频率对应的声速,利用实时确定的声速和时间延迟并根据两传感器之间的距离即可确定泄漏点的位置。实验结果表明,采用时频分析的气体管道泄漏定位误差与互相关相比减少了6倍。所提出的模态声发射时频定位方法能有效抑制泄漏信号的频散,提高泄漏信号的相关性,从而更适合用于声发射管道泄漏定位。     

压力管道泄漏声发射信号能量累计特性研究

针对压力管道在泄漏时会产生声发射的现象，研究了声发射信号能量累计值与泄漏孔射流速度的关系，并通过压力管道圆孔泄漏的声发射试验测试对该关系进行验证。试验结果表明，管道泄漏时的喷射流速越大，泄漏声发射信号的能量累计值越大，与喷射流速的4．5．6．5次方成正比，而比例常数波动范围较大，不能观察出泄漏孔径改变对比例常数的影响。     

供热管道泄漏声源特性仿真及实验

供热管道泄漏声源的特性决定了泄漏检测次声波法在供热管道中的适用性和准确性。为研究供热管道泄漏声源特性,首先对泄漏声波的发声机理进行了理论分析,建立了供热管道泄漏的物理模型,对泄漏区域的流场以及声场进行仿真模拟,通过对不同泄漏孔径、不同管内压力等因素影响下的泄漏信号进行分析,得出供热管道泄漏声源的声压幅值随泄漏孔径、管内压力的变化规律以及泄漏信号的主要频率范围。最后,搭建了供热管道泄漏检测实验平台,在实验管道首尾两端安装次声波传感器,对泄漏产生的低频声信号进行采集,分析不同工况下泄漏信号的变化规律并与仿真结果进行比对。结果表明：供热管道泄漏声源中心频率为1 Hz;管道泄漏声压幅值随泄漏孔孔径以及管内压力的增大而增大。研究结果对次声波法在供热管道泄漏检测中的工业应用提供了理论依据。     

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。     

管道泄漏检测方法研究综述

管道泄漏常常造成环境污染、财产损失和人员伤亡,由于其发生的隐蔽性,对管道泄漏的及时识别与准确定位具有重要的现实意义。按照结构损伤识别方法的分类标准,将管道泄漏检测方法分为基于模型的方法、基于信号处理的方法和基于人工智能的方法。围绕这3类方法,分别重点介绍了管道泄漏固体模型、流体模型、泄漏信号识别和定位处理方法、人工神经网络,以及支持向量机辨识管道泄漏方法的国内外研究现状,梳理了众多文献间的区别和联系。最后分析了各检测方法存在的不足,对未来管道泄漏检测研究方向进行了展望。     

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。     

基于虚拟仪器的水管道泄漏检测定位系统的实现

摘要基于虚拟仪器的水管道泄漏检测定位系统,其检漏与定位分别采用声发射检测法和互相关分析法.硬件由一台主机、一台主无线数传机、多台从无线数传机和数据采集卡等组成.软件编程包含数据分析处理、数据通讯、结果显示查询、系统配置等模块.系统在实际应用中取得了良好的效果.     

基于Lyapunov稳定性理论的气体管道泄漏检测技术研究

管道泄漏检测技术已经在长输气体管道安全运行中起到很重要的作用.本文讨论了基于李雅普诺夫稳定性理论的天然气管道泄漏检测技术,建立了气体管道泄漏动态模型,根据李雅普诺夫意义下对非线性系统的稳定性定义,通过对特征值的分析判断泄漏.实验仿真证明该方法具有一定的可行性.     

双谱在城市地下燃气管道泄漏检测中的应用研究

由于城市地下燃气管网压力较低,环境噪声复杂,泄漏信号微弱,使得泄漏信号难以利用基于二阶累积量理论的信号处理手段检测到。本文根据双谱理论,利用双谱对高斯有色噪声的有效压制及其保留相位的独特性质,将其应用于低压燃气管道泄漏检测,建立了检测系统模型。利用直接法估算双谱值并给出相应的判断准则。在试验室现有条件下,按照国家标准铺设了一段40m长埋地管道进行泄漏试验。通过试验验证,该方法在中低压管道泄漏检测中有着较好的准确性。     

管式夹套容器内管泄漏声发射监测试验研究

为了监测管式夹套容器在加压过程中的内管泄漏情况,及时发现泄漏源。在实验室内建立管式夹套容器内管泄漏声发射检测系统,通过研究泄漏声发射信号的波形、幅值和不同频带能量分布规律,以及利用波导杆检测管式夹套容器的方法,为现场检测提供试验依据。     

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。     

闸阀气体内漏喷流声场的数值模拟

以Lighthill气动声学方程为基础,采用时域差分方法,对不同开度下的闸阀气体内漏喷流声场进行了数值模拟.数值模拟结果表明,内漏喷流噪声在气流喷柱扰动和闸阀内壁反射的影响下,具有很强的方向性,下游声场强度要比上游大15～30 dB,在扩压腔产生最大声强.模拟结果为阀门内漏的声学检测提供了依据.     

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。     

管道声发射检测配套技术实验研究

在实验室条件下,建立了一套超声―声发射检测实验系统。在不同缺陷情况下,对超声波传播特性进行实验研究。利用STFT和小波分析技术对检测到的信号进行了分析,结果表明,可以利用超声波技术来对管道声发射检测到的缺陷进行更精确的定位,并能获得更多的缺陷信息,为工程应用奠定了基础。     

基于环向应变的燃气管道泄漏监测实验研究

燃气管道由于其功能的特殊以及深埋于地下或海底的环境,如果泄漏将引起灾难性的后果。泄漏引起的负压波会导致管道内压降低,进而引起管道环向应变减小。提出一种利用光纤光栅应变传感器测量管道环向应变,对管道泄漏进行无损监测的方法。利用准分布式安装在燃气管道模型主线以及支线上的光纤光栅应变传感器（fiber Bragg grating,简称FBG）进行多种泄漏工况模拟试验,包括不同位置泄漏、支线泄漏和模拟调泵。试验结果表明,光纤光栅应变传感器能够迅速准确地监测到管道的泄漏信号,这种基于环向应变监测的管道泄漏监测方法是可行的,具有很大的发展前景。