基于多通道声发射检测系统的管道气体泄漏位置定位方法研究

为了自主开发基于声发射检测原理的管道气体泄漏位置定位系统,研制了基于四通道声发射检测系统的管道气体泄漏模拟实验装置。在测定声波沿管壁传播速度基础上开展了管道气体泄漏检测实验,通过改变声发射传感器与泄漏孔的在管道壁面的相对位置来模拟泄漏孔位置的变化。采用小波去噪和滑动平均滤波方法对所采集的泄漏信号进行了处理,利用互相关算法求取了各传感器之间的延迟时间,进而基于时间差提出了泄漏孔的定位算法。实验结果表明模拟管道上泄漏孔的定位结果相对误差低于4.0%,该系统对泄漏位置的定位精度满足行业标准和国家标准的要求。通过优化设计声发射信号的采样频率、管道材质、管道壁厚和传感器端面面积等能够进一步提高定位的准确度。     

简易次声检测装置的研制

系统在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜上做成动圈式次声传感器,传感器输出的电压信号通过二阶滤波电路和放大电路处理后,用Magal6单片机控制,在液晶屏上显示出次声波的强度和频率。整机对次声波的频率测量误差小于2．4％,且体积较小,性价比高。     

Duffing振子在长输天然气管道泄漏检测中的应用

为了及时发现天然气管道泄漏,在管段上下游安装声波变送器,实时获取管道内的声波信号,采用功率谱估计的方法对泄漏声波信号进行分析,可确定泄漏声波频率在16～20 Hz之间.然后分析研究了Duffing振子检测方法中驱动力相位、频率与相轨迹状态之间的关系,并建立了基于Duffing振子的天然气管道泄漏检测系统,通过设置不同的驱动力相位,将管道内声波信号进行频率变换后输入到检测系统可以判断是否存在泄漏声波的频率成分,从而实现天然气管道的泄漏检测;为了验证方法的有效性,在实际天然气管道建立了测试系统,开展了多次不同孔径的管道泄漏测试,将泄漏声波信号输入检测系统,均可检测到泄漏声波;现场测试结果表明该方法对多种孔径的泄漏均具有较好的检测效果,可解决天然气管道较小泄漏的检测问题.     

液体管道的泄漏仿真

为了找出管道参数的动态变化规律,基于管道的机理模型,通过引入附加边界条件,对泄漏量、泄漏位置和泄漏上升时间对管道内参数的影响进行仿真。结果表明,其他两个因素保持不变的条件下,泄漏量主要影响管道参数的幅值,泄漏上升时间主要影响其波形,泄漏位置会同时影响其幅值和波形,而管道泄漏量和孔的大小及其位置密切相关,而且泄漏管道参数具有和停泵显著不同的特征,可以为运行指导、泄漏检测和人员培训提供必要的辅助手段。     

广域次声传感器阵列网络系统设计

针对次声信号检测的需要,本文设计了一种广域次声传感器网络系统,采用电容式次声传感器和次声信号采集仪组成检测系统,完成对次声信号的采集和接收,并通过系统软件设计完成对采集的次声信号进行实时分析、处理、存储及显示。     

基于LabVIEW的供热管道泄漏监测定位系统

为提高对管道泄漏的报警准确率与定位精度，设计了一种基于LabVIEW的管道泄漏实时监测与定位系统。该系统通过水听器配合RTU实现对管道声信号的高频采集，同时利用ADAM-4520模块采集管道温度、压力数据；基于LabVIEW软件完成协议解析、波形显示、数据管理，并通过调用MATLAB Script对信号进行CEEMDAN分解与重构，然后提取特征，利用PNN神经网络进行故障或干扰类别分类；将重构后的声信号进行互相关计算，实现泄漏点定位。最后，通过管道泄漏监测实验对系统进行综合验证。实验表明：所设计的系统能够准确识别管道运行工况，有效提高了系统的泄漏点定位精度，同时具有良好的交互性和较高的工程应用价值。     

基于混沌的超声波管道泄漏检测系统研究

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,本文提出利用混沌理论的超声波检测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,对实际信号进行了处理并验证了该方法的可行性.     

基于瞬态模型的井下抽采主管道泄漏定位方法研究

针对现有煤矿井下瓦斯抽采主管道漏点定位大多采用单一定位方法,存在适用性差、效率低、易受环境影响等问题,结合流量平衡法、负压波法和小波降噪原理,提出了一种基于瞬态模型的井下抽采主管道泄漏定位方法。首先分析了管道首末两端流量变化规律及差值大小,排除干扰信号,利用流量平衡法对管道泄漏状态进行定性分析,判断管道是否泄漏:比较正常运行及发生泄漏情况下的流量变化,当管道首末两端流量差大于管道流量差阈值时,即为工况改变或发生泄漏;然后根据负压波在管道内的传播机理,采用小波降噪技术对压力信号进行消噪处理,结合邻域差值法寻求信号突变点;最后通过泄漏定位公式计算漏点位置,从而实现对管道漏点位置的有效定位。仿真分析结果验证了该方法的准确性。     

基于管内声波的输气管道泄漏诊断方法研究

输气管道发生泄漏后如果没有及时发现,将可能造成巨大的生命财产损失及环境污染,因此研究输气管道泄漏监测技术具有非常重要的意义.本文研究基于声波传感器的输气管道泄漏检测和定位问题,首先利用短时傅里叶变换方法找到泄漏声信号的频率特征,然后通过分析某个频段内的信号幅值来判断管道是否发生泄漏.在检测到泄漏后,利用FIR滤波器对特征频段内的声信号进行滤波,最后通过对信号包络的分析实现对泄漏的定位.基于实际管线历史数据的离线实验表明了该方法的有效性.     

信号奇异性检测在输气管线泄漏检测中的应用

对小波变换的基本理论进行了简要的阐述，特别是信号奇异性检测。并以天然气管道泄漏后获得的相关信号为对象。利用小波分析方法来分析信号的奇异性及奇异性位置，从而应用到天然气管线泄漏检测中，仿真实验证明了该方法对管道泄漏诊断的精度，同时也显示出小波在滤波、定位等方面的优越性。     

管道泄漏检测方法

应用线性回归方法对管道泄漏信号检测，并且对管道泄漏特征信号回归处理的结果以残差方式估计，对准确检测管道泄漏征信号具有明显的效果。为了提高泄漏检测准确度，可以进行二次或三次回归平滑管道正常运行时的微波压力波动。     

基于声压传感器的供热管道泄漏检测

为实现对供热管道泄漏的检测,研究了基于声压传感器的供热管道泄漏检测方法。首先利用PCB公司的声压传感器和NI cDAQ搭建了实验平台,并在现场进行了泄漏检测实验;研究了长输大口径供热管道泄漏声压脉动信号特征,并对db小波、sym小波、haar小波处理含噪声管道声压信号的去噪能力进行比较。虽然在处理实验室小规模管道模型泄漏信号时db小波和sym小波取得了较好的效果,但它们无法有效滤除大口径长输供热管道泄漏信号中的噪声信号。通过对比发现,haar小波去噪方式能较好地应用于长输大口径供热管道的信号滤波中。因此,基于音波法的泄漏检测方法适用于长输大口径供热管道的泄漏检测。提出的方法对于长输大口径供热管道泄漏检测有较好的效果,在工业生产中将取得一定的经济效益。     

滤波技术在地震次声波信号研究中的应用

次声波可以通过专门的仪器接收、转换并最终以二进制文件的形式存储,通过对其进行读取就可以获得次声波声压与时间的关系。根据显示出来的波形特征来判断是否包含跟地震相关的信号信息。但同时,次声波传感器所接收到的数据中会包含一定量甚至是大量的噪声干扰,影响了与地震相关的次声波信号的研究。本文将总结介绍噪声消除的一些常用方法及处理效果。     

基于模糊神经网络的管道泄漏检测方法研究

为了及时准确地检测管道泄漏,提出了一种基于模糊神经网络的管道泄漏检测的方法.首先以管道内流体在出口与人口之间的压力差与流量差信号作为网络输入,以泄漏的尺寸大小作为网络输出,构建了管道泄漏检测与泄漏尺寸估计的模糊神经网络结构,进而选取实际管道数据,对网络的参数进行离线训练,并得出网络权值.最后以借鉴某管道泄漏的部分先验知识建立模糊规则的基础上,通过仿真验明了方法在管道泄漏诊断中的有效性和可行性.     

管道泄漏检测支持向量机的方法实验研究

提出一种基于支持向量机的锅炉管道泄漏声发射检测技术。首先对管道泄漏声发射信号进行特征参数提取,然后将提取的特征参数作为特征向量输入支持向量机进行分类处理,并进行训练。训练后的支持向量机可以利用测量的声发射信号来判断泄漏信号的类别,实现了对泄漏信号的有效识别。试验结果表明该方法在管道泄漏诊断中是有效可行的,验证了声发射技术应用于管道泄漏检测的可行性。     

检测与定位管道泄漏的图像处理方法研究

针对石油管道泄漏问题,提出模拟人眼识别和定位管道泄露信号的方法。由动态压力变送器采集的动态压力信号,携带了管道安全信息。正常信号和泄漏信号特征明显,从图像的角度很容易区分。仿照人眼识别信号,将信号存为画面映入大脑,分析时关注画面主要特征,摈弃次要特征。研究以图像处理方法为基础,根据管道信号的图像特征,对基于灰度图的管道泄漏检测和定位方法进行了改进,提出了主流数据区域的概念,提高了泄漏检测和定位的准确度,增加了该方法的适应性。对泄漏定位问题,提出应用基于形态学的图像处理方法,通过腐蚀、膨胀等操作分割信号图像为2个以上的连通区域,第1个连通区域的右边界对应时间即为负压波发生时刻。     

基于LabVIEW的直压检漏系统温度影响试验研究

介绍基于LabVIEW软件开发平台的直压检漏系统组成及工作原理.建立了描述直压检漏系统被测容腔内气体压力、温度以及等效传热系数、漏率之间关系的数学模型.基于该模型并根据试验实际所测压力和温度数据获得等效传热系数和漏率在不同温度变化过程中的变化规律.试验结果表明,负压状态下被测容腔内气体压力、温度和泄漏量相互影响,微泄漏对容腔内气体的温度变化影响较小,容腔漏率随容腔内气体压力和温度升高而变小,随容腔内气体压力和温度降低而变大.等效传热系数随容腔内气体温度上升和容腔内外温差增大而减小,随容腔内气体温度下降和容腔内外温差减小而增大.本研究为直压检漏系统温度校正深入研究奠定了一定的基础.     

基于多声学传感器融合的管道泄漏检测方法研究

针对单一类型传感器检测管道泄漏的局限性,本文提出了一种基于多声学传感器融合的管道泄漏检测方法.它将振动传感器和声音传感器相结合以获取泄漏点声波信号,通过对这两种声波信号提取某种特征量进行相应的融合计算推断出管道泄漏是否发生.实验结果表明,该种方法能有效地提高管道泄漏检测的准确性.     

管道阀门泄漏信号仿真分析

研究管道阀门泄漏检测的技术,针对复杂背景噪声影响,管道泄漏信号不能准确识别及时频特性精确提取.提出了一种基于小波包和时频能量分布的管道阀门声发射泄漏检测的方法,利用小波包重构还原管道阀门泄漏声发射信号,通过计算Choi-Williams时频分布,提取时频特征,实现了泄漏信号识别和时频特性分析.采用PVC管道搭建了管道阀门泄漏声发射检测的实验模型,泄漏状态通过阀门开启度调节.在严重的背景噪声环境下,实时采集泄漏信号,并进行仿真.结果表明,采用小波包和时频能量分布的分析方法可以准确识别严重背景噪声下的泄漏信号,证明了该方法的可行性.     

融合视觉和嗅觉的管道探测机器人的设计与实现

介绍了一种新型管道探测机器人系统．采用视频分划生成的十字线,对管道内的视频图像信号中的目标信号进行识别和判断;利用气体传感器对管道内残留的有害气体进行识别和判断,并融合两部分的判断结果送入控制系统,用以控制机器人的移动和对目标执行动作．本系统采用巧妙的机械结构有效实现机器人在直管和弯管进行简易、快速、准确的检测．通过原理样机验证了这套系统的可行性．