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。     

供水管道泄漏信号检测系统设计

针对供水管道泄漏信号检测与泄漏点定位问题,设计了一种基于压电加速度传感器的供水管道泄漏信号检测系统。检测系统由两个振动信号采集终端和基于Matlab的上位机软件组成。从泄漏信号特点出发,对振动信号采集终端的前置信号转换电路、带通滤波电路和ADC数据采集电路进行了分析和设计。同时,对单片机程序和上位机软件的设计原理和功能进行了分析说明。采用VC-02振动校准仪和模拟供水管网,对系统的微弱振动信号采集功能和泄漏点定位功能进行了测试。测试结果表明,系统能准确采集加速度不低于0.01g（1g=9.80m/s^2）的微弱振动信号,对10m长的UPVC管道进行泄漏点定位的最大相对误差为3.97%,平均相对误差为3.51%。     

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.     

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.     

应用SPRT算法的管道小泄漏检测

针对小泄漏信号的检测,提出了序贯概率比检验的统计决策方法.根据长输管道泄漏检测的实时性要求,提出了用卡尔曼滤波作用生成的归一化新信息序列作为序贯概率比检验的输入序列,以满足序贯概率比检验的要求.分析了序贯概率比检验用于管道小泄漏检测时的泄漏判断和定位的方法.利用虚拟仪器理论,设计了卡尔曼滤波和序贯概率比检验算法的LabVIEW程序模块,设计的模块可以直接嵌入到现有的管道泄漏实时监测系统中.实验证明,针对泄漏量低于3%的小泄漏检测很有效,并且定位精度控制在了2.5%以内.     

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%。     

基于CEEMDAN-HD-云模型特征熵的油气管道工况识别

针对长输油气管道泄漏检测过程中泄漏信号特征信息提取困难,提出一种新的管道负压波信号特征提取方法。采用添加自适应噪声的完备集合经验模态分解算法对采集的负压波信号进行去噪,通过评估CEEMDAN分解后分量与原始信号的概率密度之间的豪斯多夫距离选取有效模态并重构。计算重构信号的云模型特征熵、峭度作为特征参数,用支持向量机进行分类识别。通过实验室数据验证,CEEMDAN、豪斯多夫距离与云模型特征熵结合的方法可以有效提高油气管道泄漏检测的准确性,实现了对流量小于m/h的微小泄漏信号的识别,具有一定的现场应用价值。     

基于虚拟仪器的管道泄漏监测与定位系统设计

随着输油管道在国民经济中的地位提高及不可避免的老化盗油等原因，管道泄漏监测日益成为管道运行安全的关键和重要保证。为了及时准确的报告泄漏点的位置，基于虚拟仪器构建了对管道的泄漏点进行监测和定位系统，并搭建管道泄漏检测实物模型，通过对压力梯度法的改进，设计出与之对应的软件系统模型。该模型基于LabVIEW平台，能够精准的对管道泄漏进行监测，通过组内组间比较可以准确的定位泄漏点位置，从而提升了压力梯度法定位精度低的问题，降低了误报的频率，实现了对管道泄漏的实时监测与定位的功能。     

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。     

模糊聚类分析方法在管道泄漏检测系统中的应用研究

管道的泄漏检测是保障管道安全运行的重要技术,而管道信号的特征提取是管道泄漏检测系统中重要的组成部分.由于传感器数量的限制,信号处理工作难度较大,并且泄漏判断的误报警率较高,本文提出利用模糊聚类分析方法对管道信号进行特征提取,根据特征量的变化判断泄漏,对实际信号进行的处理验证了该方法的可行性.     

管道电磁超声传感器阵列检测技术研究

采用电磁超声传感器阵列对管道进行缺陷检测,不仅能够提高电磁超声检测信号的信噪比、灵敏度与分辨能力,同时也能增强电磁超声检测的直观性与灵活性。本文详细阐述了基于洛伦兹力的周期永磁铁阵列式电磁超声传感器(PPM-EMAT)激励超声导波的工作原理,及利用全聚焦算法结合极性一致性算法对缺陷进行定位与成像的工作机理。建立了有限元仿真模型,验证了准T(0,1)模态导波在管道结构中的传播过程。利用研制的多通道电磁超声检测系统,对含缺陷的不锈钢管道进行了检测实验,实验结果表明,研制的系统能够检测出管道试样中的多个通孔缺陷,纵向定位误差可控制在1.5%以下,实现了基于阵列电磁超声传感器的管道缺陷成像与定位。     

锅炉换热器管道泄漏口声辐射指向性特征数值研究

该文从理论上研究了锅炉换热器管道泄漏口声辐射的频谱规律及指向性特征，将泄漏口视作轴向坐标和方位角的可分离辐射源，计算了矩形泄漏源在不同频率下辐射声压级及位相在远场分布规律，指出了声场空间分布与电波频率、管道直径以及泄漏源强度及大小的关系，讨论了检测点布放位置及频率选择对被动式管道泄漏检测定位技术的影响，为锅炉换热器管道的泄漏检测及定位技术提供了理论依据。     

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.     

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。     

电站锅炉管道泄漏监测技术与监测系统

分析了电站锅炉管道泄漏检测的３种主要方法，即传统法、滤波法和声谱分析法的特点，介绍了南非音之创（ＩＮＳＴＲＯＴＥＣＨ）公司研制生产的电站锅炉管道泄漏监测系统ＩＮＳＰＥＣＴＡＦＦＴ的原理、结构、功能和特点。ＩＮＳＰＥＣＴＡＦＦＴ电站锅炉管道泄漏监测系统应用声谱分析技术能够检测出１～２ｍｍ的微小泄漏，实现了锅炉管道泄漏的早期监测，可以减少甚至避免锅炉的非计划停炉。     

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。     

变步长精细Runge-Kutta法非等温输气管道泄漏检测与定位

针对复杂工况下输气管道的泄漏检测与定位准确率低、效率不高这一难题,结合等温定位法和Runge-Kutta法(龙格-库塔法)的原理及优缺点提出改进的变步长精细Runge-Kutta法。根据管道中的气体流动过程及温度的不同处理方式,以管道的温度、压力和流速为参数确定步长求得管道从首端到末端各截面的参数,通过测量管道首末端的流量和压力可判定出输气管道泄漏的位置。通过对非等温气体管道的仿真实验,以泄漏率和定位精度作为评价指标,对等温定位法和变步长精细Runge-Kutta法定位效果进行了对比分析。仿真结果表明,对于非等温气体管道的泄漏,变步长精细Runge-Kutta法的检测与定位精度准效率高。     

基于 VMD-SVD 自优化的管道微泄漏信号增强方法

针对复杂环境噪声下管道微泄漏特征难以提取的问题,提出基于变分模态分解-奇异值分解(VMD-SVD)自优化的管道 微泄漏信号增强方法。 首先,采用遗传迭代算法对 VMD 参数对[α,K]进行自适应优化,采用奇异值峭度差频谱对 SVD 重构阶 次进行自适应优化;然后,采用参数优化的 VMD 对泄漏信号进行分解,并采用峭度分析法对分解的模态分量进行筛选并重构; 最后,采用阶次优化的 SVD 对重构信号进行非线性滤波,从而提高微泄漏信号的信噪比。 仿真与实验结果表明,信号增强方法 使仿真信号的信噪比提高了 9. 32 dB,使管道微泄漏信号的相关性提高了 5. 92 倍,使互相关泄漏相对定位误差减少了 14. 34%。