基于扰动响应的输油管道泄漏检测方法

当管道无法产生足够的瞬态扰动时,将无法利用管道内部流动进行管道状态诊断,而基于扰动信号压力响应的管道泄漏检测方法可以克服这一缺陷。向有泄漏孔的管道引入扰动信号,通过分布式传感器采集动态压力,识别分析待测管道泄漏孔处对扰动信号的反射,实现泄漏检测与定位。同时,基于动网格技术模拟阀门启闭,建立了二维仿真模型,分析反射信号特征,得到了十分理想的检测效果。结果表明：扰动信号反射波的识别精度达7.659%;边界末端反射波的识别精度为0.121%;泄漏点定位误差为4.447%;而模拟结果可以实现精确定位。此外针对不同因素的影响进行分析,结果表明,扰动信号瞬态特征越强,泄漏孔尺寸越大,反射信号越明显,而管道运行压力对检测效果的影响十分有限。该方法与传统的泄漏检测方法相比具有明显的优越性,对于提高输油管道完整性管理水平具有极大的应用价值。     

超声波流量法用于输油管道泄漏监测系统的研究

把超声波流量法应用到管道泄漏检测中,可解决单独使用负压波检测技术时误报率高、泄漏发现不及时等问题,实现输油管道泄漏的精确实时检测。使用虚拟仪器平台LabVIEW建立了管道泄漏监测系统。为提高超声波流量计精度,采用混沌现象中间歇混沌的特性检测出带有强噪声的微弱超声信号。实现输油管道的高精度的流量测量。     

过流条件下泵站管道振动响应混沌特性分析

为了验证泵站管道运行中存在混沌特性,明晰管道结构产生混沌特性的激励源,以某灌区泵站管道为研究对象,利用饱和关联维数、最大Lyapunov指数等指标对管道振动响应的混沌特性进行分析与验证,采用改进的变分模态分解(improved variatronal mode decomposition,IVMD)对管道振动响应进行多...     

运动与年龄对心音混沌特性影响规律的研究

研究心音混沌特征随着运动与年龄变化的规律。心音是一种非平稳的非线性信号,具有典型的混沌特性,利用自制的肩带式心音采集装置采集运动环境下和不同年龄段的心音信号,然后对心音信号进行相空间重构,给出在静息、运动中、运动后三种状态下的心音信号混沌吸引子,讨论运动与年龄对心音混沌特性的影响,重点分析心音关联维数的变化规律。实验结果表明:1运动前静息期、运动中期、运动后恢复期的心音信号关联维数具有显著差异性,长期运动会使心音混沌特征参数趋于相对稳定。2随着年龄的增加,受人体心血管系统衰老和病理性杂音的影响,心音信号关联维数呈下降趋势,衰老是心音混沌特性渐变为零的过程。     

周期变化条件下输油管道监测的实用数据处理

面对输油管道监测,分析流量计的周期性特性,提出一种实用数据处理方法,通过对流量信号的数据处理和误差分析,建立相应的数学模型,将实际采集数据与模型数据进行对比,判别管道泄漏发生与否,对泄漏地点进行准确定位.该方法在华北油田长输管道监测系统中应用取得很好的效果,为其他管道监测系统提供了技术借鉴.     

金属材料声发射Kaiser效应的混沌特性分析

对金属材料进行反复加卸载的拉伸试验后通过多参数综合判定法确定Kaiser效应点。对金属材料Kaiser效应点进行混沌特性分析,包括关联维数以及Kolmogorov熵值。经分析发现,Kaiser点信号在一定的时间范围内具有混沌特征,并且Kaiser效应点信号的关联维数及Kolmogorov熵计算值比其前后一段时间内的计算值都低,说明Kaiser点处关联维数及Kolmogorov熵的降低意味着主损伤的发生。     

基于混沌理论砂轮磨钝过程声发射信号试验研究

针对砂轮磨钝过程中声发射信号的非线性特性,通过采集到的砂轮初期、稳定、严重三个不同磨损阶段的声发射信号,在混沌理论的基础上,提取砂轮磨钝过程声发射信号的最大Lyapunov 指数、关联维数以及K熵这三个特征量并进行计算、分析。结果表明,砂轮磨钝过程声发射信号的最大Lyapunov 指数、关联维数和K熵与砂轮磨损阶段存在着对应关系,可以用这三个混沌特征量来对砂轮的不同磨损阶段进行表征,为运用声发射信号实现砂轮磨钝过程的检测提供了一种新的思路。     

关联维数在大型旋转机械故障诊断中的应用

将描述混沌运动搓联维数用于大机组振动信号的分析,并针对故障诊断的实际情况,从点间距的计算、动态关联和标度区的判断等方面对关联维数的Ｇ－Ｐ算法作了一定的改进。分析结果表明：由于不同故障的动力学产生机制不同,通常也具有不同的关联维数。因此,关联维数可用于非线性故障的特征提取。     

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。     

负压波与小波分析定位供热管道泄漏

该研究通过理论分析负压波在分支管网中的传播特性,探讨负压波方法在供热管道泄漏定位的可行性,并通过实验研究对负压波定位方法以及小波分析信号处理方法的可行性进行验证。当管道出现严重泄漏时,泄漏点的压力瞬间出现明显的压力下降,形成负压水击波在管道中传播。负压水击波在管道中的速度是固定的,因此,在管网中设置一定的高频压力传感器,捕捉到负压波传到各压力传感器的压力动态,再利用小波分析信号处理方法对检测到的负压波信号进行分析,可以得到负压波传播到各压力传感器的具体时间。再根据各检测点得到的时间进行计算,即可找到泄漏点的准确位置。为证实该方法的可行性,该研究利用现有管网进行试验,试验结果表明,若以压力变化延迟时间为指标,此定位方法能够对泄漏点有效定位,该研究中提出的压力信号处理方法可以将泄漏点的位置锁定在1 km范围内,显著提高漏点排查效率。     

温度对引压管路动态特性的影响

简述了引压管路在压力测试中的应用,并对引压管路动态特性进行了理论分析,研究了温度对引压管路幅频特性的影响。在不同温度下用正弦动态压力校准装置对带引压管路的压力测量系统进行扫频试验,验证了温度变化对带引压管路压力测量系统动态特性的影响。     

滑动轴承动态油膜压力的实时测量方法研究

针对滑动轴承的动态油膜压力的实时直接测量,设计一种滑动轴承动态油膜压力实时测量系统。分析聚偏氟乙烯（PVDF）压电薄膜传感器的工作原理,实验测定了传感器的性能特点,并设计相应的信号调理方法和信号显示软件编制。通过将PVDF压电薄膜传感器安装于Bently转子实验台的滑动轴承中,实时测量转子作用在轴承上的动态压力,讨论分析了动态压力信号。实验表明,PVDF压电薄膜具有较好的灵敏度、稳定性及重复性,能够有效地获得动态油膜压力信号,可应用于滑动轴承动态油膜压力的实时测量。     

隧道爆破振动信号混沌分形特征研究

为了分析隧道延时爆破时滞信号动力系统的非线性特征,在对新悬泉寺隧道爆破信号准确采集的基础上,运用混沌理论研究了经频率切片小波变换后各频带重构子信号的混沌动力学行为。通过子信号吸引子相轨迹特征对隧道爆破信号系统状态进行了直观描述和定量分析。结果表明:隧道爆破振动信号具有混沌特征,不同频带子信号吸引子在二维相空间一定区域内具有特定层次结构且永不封闭椭圆形轨迹。随着频率的增大,混沌吸引子在相空间的形态表现为椭圆轨迹的长/短轴之比逐渐减小,混沌吸引子在相空间沿长轴方向收缩,沿短轴扩展并最终趋于稳定,信号高频噪声具有弱混沌特征。混沌吸引子形态的演化过程有助于爆破信号幅值、能量信息的精确提取和主频有效判别,为隧道爆破信号非线性特征提取提供了新的思路。     

隧道爆破振动信号混沌分形特征研究

为了分析隧道延时爆破时滞信号动力系统的非线性特征,在对新悬泉寺隧道爆破信号准确采集的基础上,运用混沌理论研究了经频率切片小波变换后各频带重构子信号的混沌动力学行为.通过子信号吸引子相轨迹特征对隧道爆破信号系统状态进行了直观描述和定量分析.结果表明:隧道爆破振动信号具有混沌特征,不同频带子信号吸引子在二维相空间一定区域内...     

时频分析法在锅炉承压管线泄漏检测中的应用研究

准确检测锅炉承压管线泄漏是保障锅炉安全运行的关键技术,音频分析法是检测承压管线泄漏故障的主要手段,提出一种基于联合时频分析(Joint Time-Frequency Analysis, JTFA)研究锅炉背景声和承压管线泄漏声的时频特征,判定泄漏故障的方法。设计了由前置放大、程控滤波、增益补偿处理的双通道音频信号采集电路;采用快速傅里叶变换获取信号广义谱特征,采用程控滤波对采集信号加动态频率窗,再采用短时傅里叶变换对采集信号时间加窗,多角度分析信号的时频特征,以判定承压管线运行是否存在泄漏故障。相比于传统的RC滤波加快速傅里叶变换分析方法,这种动态加双窗的时频分析法能够提高泄漏信号采集的灵敏度和泄漏故障判定的准确性。     

基于HHT的液压缸动态特性分析新方法

提出了一种基于Hilbert-Huang变换的液压缸动态特性分析的新方法：运用经验模态分解,把周期激励下液压缸油液压力波动信号分解为多个从高频到低频的本征模态函数分量,依据各分量的Hilbert边际谱以及自由振动频率信息,对各分量分类并以此为基础重构信号,提取出反映液压缸动态特性的自由振动分量。此方法在某试验台液压缸动态特性分析中,取得了良好的效果,提取出的自由振动分量,可以作为评价液压缸动态特性好坏的依据。     

Sectional lumped parameter model using bond graph and simulation for hot asphalt pipelines

ABSTRACT

In order to achieve the matching control of hot asphalt and foaming water and improve the quality of foamed asphalt, fully considering the characteristics of the asphalt pipeline is necessary. Our dynamic model of the hot asphalt pipeline system was constructed by a sectional lumped parameter method, and the dynamic characteristics of the hot asphalt pipeline system were analyzed using Simulink software. The results showed that with decreasing pipe diameter and increasing pipe length and asphalt viscosity, the fluid pressure, flow vibration frequency, and amplitude reduced at the pipeline nozzle, whereas the loss increased. Under these conditions, the dynamic response of the pressure and flow reached the steady state faster. In contrast, with increasing pipe diameter and decreasing pipe length and asphalt viscosity, the fluid pressure, flow vibration frequency, and amplitude increased at the pipeline nozzle, whereas the loss decreased. The dynamic response speed of the pressure and flow attained steady state at a slower pace.     

下穿原油管线隧道爆破振动响应研究

为了研究不同掏槽方式下的爆破振动能量分布及变化规律,以中俄原油管道二线工程呼玛河隧道穿越中俄原油管道一线隧道的爆破施工为依托,通过监测爆破振动数据,采用小波包等分析技术,分析典型爆破振动信号的频谱特性、能量分布和衰减规律,研究下穿斜交隧道开挖过程爆破振动作用下运营原油管线隧道的动力响应特性。结果表明:中俄原油管道一线隧道受地震波叠加的影响较小,主要受z方向的振动影响;采用直掏比斜掏对中俄原油管道一线隧道的影响更小;z方向的总能量和3个方向的能量之和随距离的衰减规律均可采用指数函数表示。     

液体融雪剂洒布管路系统动态仿真研究

 为了实现液体融雪剂洒布管路系统动态特性的精确描述以解决洒布过程的有效控制问题,根据洒布管路系统工作原理,运用基于功率键合图理论的AMESim软件,建立完整的洒布管路系统分布参数仿真模型进行动特性分析．结果表明：洒布管路压力流量分布均匀性不足,需进行优化;系统呈现低通滤波特性,泵源频率在40 rad/s以上的信号传递至喷口时衰减迅速;系统的瞬态与稳态性能对管路的各影响参数有不同的敏感度．通过物理实验与系统仿真的稳态结果对比,证明了AMESim洒布管路系统模型的有效性．研究所得方法和结论为液体融雪剂洒布管路系统元件匹配的参数化设计及控制调试提供了有力的理论支持．     

城市高架桥拆除爆破振动信号的非线性特征分析

为研究高架桥拆除爆破振动响应动力学机制,分析爆破振动、塌落振动时间序列的动力学因素,将拆除爆破振动响应时间序列进行相空间重构,通过吸引子、Lyapunov指数、关联维数、Kolmogoro熵等核心参量计算,分析高架桥拆除爆破振动响应信号混沌特征。经过计算,爆破振动及桥体塌落冲击作用下振动响应信号相空间重构后具有奇怪吸引子,且Lyapunov指数、Kolmogoro熵均大于0。研究表明：高架桥拆除爆破振动信号具有典型的混沌特征,为混沌非线性理论引入爆破振动危害效应分析领域奠定了理论基础。