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.     

基于光纤传感及小波分析的管道泄漏检测与定位技术

利用一条高双折射单模光纤和一根普通单模光纤构成分布式光纤传感器,通过检测管道沿途发生的泄漏信息,可以实时地监测管道沿途发生的泄漏情况;用在时频域中具有表征信号局部特征能力的小波分析的方法确定光纤两端两个测试信号的时延,进而即可确定泄漏点的位置.文中阐述了其测试原理和泄漏点定位方法,理论分析和仿真试验结果表明,该方法可以有效提高管道泄漏测试的灵敏度和定位精度,非常适用于管道小泄漏点的检测.     

Cortex—M3的次声波输气管道泄漏检测系统

随着国内外天然气管道建设的迅速发展,管道的安全运行在当前尤为重要。采用基于Cortex—M3内核的高性能STM32处理器对管线中的声波进行采集和分析,从而判断出管道是否泄漏。在检测到泄漏之后,把泄漏信号远传到数据中心,在管道两端ms级时间同步的情况下能对泄漏点进行精确定位,实现了输气管道泄漏快速检测和报警的功能,以及管网的数字化智能监控。     

基于光纤传感和小波变换的管道泄漏定位技术

研究了一种基于Sagnac光纤干涉仪原理的分布式光纤管道泄漏检测和定位技术,利用单模光纤作为分布式传感器,可以有效地检测管道沿线所发生的泄漏信息,并实现泄漏点定位。阐述了检测系统的组成和工作原理,分析了检测系统定位方法。采用小波阈值消噪对泄漏信号进行处理,可以有效地提高零点频率的辨识性。结果表明:该检测技术具有较高的测试灵敏度和定位精度。     

基于小波奇异性理论的输油管道泄漏检测与定位方法

将小波分析在模极大值处理中的优势应用到管道泄漏检测与定位信号分析中,根据信号小波变换模极大值和信号奇异性之间的关系,由小波变换模极大值沿尺度变化趋势分析出压力信号的突变点,计算出管道泄漏诱发的负压波传播到上下游监测点的时间差,利用负压波定位泄漏的常规公式确定出泄漏点的位置。实验证明,该方法能快速准确地捕捉压力信号突变点,并定位管道泄漏位置。     

多通道信号的同相位整周期采样

整周期采样可以减少旋转机械振动信号ＦＦＴ时的泄漏效应与栅栏效应，本文结合旋转振动信号检测系统的工程实践，设计出随工作频率自动调整采样频率的采样控制电路，电路所具有的与外部逻辑同步功能有利于控制多通道信号的同相位采样，以便分析振动信号的相位变化。该电路可方便地实现了计算机的连接，简化了采集系统的软硬件设计，并具有一定的通用性。     

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。     

跟踪基频同步采样脉冲产生方法的研究

将跟踪基频的同步采样脉冲发生器用于周期信号的数字处理技术中,实现了采样频率和信号基频的完全同步,消除了泄漏误差,提高了智能测试仪的测试精度.     

一种基于多普勒效应的水下无线传感器网络时间同步机制

时间同步是无线传感器网络的基础问题。电磁波在水下环境的传输衰损极大,为此水下无线传感器网络通常采用超声波实现信息传输。由于超声波较低的传输速率和传感器节点在水中的运动,必将导致严重的信号传输延迟。构建了一种基于多普勒效应的水下无线传感器网络时间同步机制,通过检测接收到的超声波频率变化来实现时间同步校正。基于MATLAB实现了该同步算法的仿真。实验结果显示,传感器的采样时间间隔越短,移动速度越快,在水中所处的深度越小,整个系统的同步性越高。     

基于小波包改进算法的管道泄漏特征信号提取

在管道泄漏检测时,标志泄漏发生的特征信号相对较弱,这为泄漏特征信号的提取带来了极大困难。首先基于有限元仿真软件ANSYS研究声发射波在管道上的传播特性,分析泄露特征信号提取算法研究的必要性;然后提出一种泄露特征信号提取的改进小波包分解与重构算法;最后基于改进后的算法对实验室里采集到的泄漏声发射信号进行泄露特征信号提取实验。实验结果表明,改进算法可以准确提取出泄漏特征信号。它克服传统小波包算法分解和重构中的上采样与下采样带来的混频,为后续的定位分析创造了良好的条件。     

输油管道泄漏监测的自适应数据采集系统

管道泄漏监测与控制技术已经成为管道安全运行的关键问题,目前人为破坏导致的管道泄漏已占相当的比例;管道在运行过程中有正常的运行噪声和环境因素产生的噪声,也有管道泄漏和在管道上从事破坏活动所产生的噪声;如何实现对不同噪声信号的精确采集,是对管道泄漏点进行准确定位、确保管道安全运行的关键问题;运用现场可编程门阵列(FPGA)所具有的巨大的I/O带宽和高速的运算能力,实现了对噪声监测的自适应数据采集系统设计;系统以FPGA为核心,将数据采集、数据存储处理及数据通信等功能模块集成在一块芯片上,提高了系统的集成度;经过测试证明了系统工作稳定可靠,为利用噪声监测管道泄漏提供了基础.     

一种新型光纤布拉格光栅气体泄漏检测传感器

提出了一种新颖的基于光纤自加热效应的气体泄漏检测用传感器,不仅可对管道连接处等易发生泄漏的部位进行实时监测,还可提供定量的有关管道泄漏速度的数据。泄露到光纤外部的泵浦光能被附着在光纤光栅外部的金属涂敷层吸收,导致温度上升,改变了光栅的栅格周期,进而影响了光栅的谐振波长。当有气流通过光纤光栅时,由于热量被带走,导致光纤光栅温度变化,通过监测谐振波长的改变即可求得气体的泄漏速度。为简化信号解调方法,利用长周期光纤光栅的边沿滤波器特性,实现光纤光栅传感波长的解调。实验通过控制CO2的流速,证实了该方法的可行性。     

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。     

管道检测数据分析系统

为建立完善的智能化管道检测软件系统,以对油气管道检测数据进行计算机自动分析处理,评价管道使用状态,给出维护建议,解除人工数据分析的繁杂工作,介绍了一种用于对漏磁管道检测数据进行分析并提交用户化报告的专家系统,着重阐述了其设计思想和处理流程,极大的提高了油气输送管道检测数据分析的精度和效率。     

核电站一回路介质非接触式监测系统优化研究

针对核电站非接触式放射性液体监测系统取样管线容易沉积放射性产物,并影响仪表监测数据准确性的问题,采用取样管线冲洗、管道残存压力泄压操作方式优化、系统取样管线布置优化,以降低取样管线沉积的放射性产物。通过对3种不同优化方案及实施效果进行对比,发现系统取样管线布置优化方案消除取样管线内放射性沉积产物的效果最好。最后对优化后的系统取样管线进行压力、监测数据测试,结果表明,系统取样管线布置优化方案可以从根本上解决放射性产物沉积,保证监测数据的有效性,为同行业和相关行业消除管线内沉积物的设计提供了参考。     

分析两端扭转弹簧约束下简支输流管道的动力特性

研究了两端受扭转弹簧约束的简支输流管道的固有频率特性和静态失稳临界流速.根据梁模型横向弯曲振动模态函数,由端部支承和约束边界条件得到了其模态函数的一般表达式.根据动力方程的特征方程,具体分析了约束弹性刚度、流体压强、流速和管截面轴向力等参数对管道固有频率特性和静态失稳临界流速的影响.数值分析表明,约束弹性刚度的增大使管道的固有频率和失稳临界流速明显提高;流体流速、压强和管截面受到的轴向压力的增加使管道的固有频率和失稳临界流速降低.当管道的固有频率和失稳临界流速较低时,可以通过增加端部约束的方法来提高.     

乙二醇泄漏监测的实时报警系统

现代乙二醇是通过管道运输,且管道深埋,传统的检测方法不能很好实现,急需一种泄漏检测报警系统,针对该情况,介绍一种系统通过液位传感器获取乙二醇大量泄漏时液位,同时结合温度和湿度传感器监测渗漏,并利用自带A/D功能的STC单片机,采集传感器数据,调用全球移动通信系统(GSM)MODEM实现发送检测值,接收控制指令。测试系统结果表明:该系统能够实时地上传监测数据和实时控制检测设备,操作方便,达到了无线实时监测的要求。     

基于压力传感器的负压波法泄漏检测

着重讨论了采用负压波技术进行管道泄漏检测和定位技术,从理论上探讨了在管道泄漏情况下的管道运行状态,采用两个压力检测点对管道进行泄漏检测和定位.     

基于流水线技术的虚拟仪器运行性能提升

虚拟仪器的软件系统串行处理结构适合采用流水线技术来提升运行性能。根据该特性,研究连续采样的虚拟仪器系统的工作过程,以及自适应流水线的吞吐率与延迟2个性能指标,结合实例测试运行性能。结果显示,流水线技术能在不增大延迟的情况下,大幅提高连续采样的虚拟仪器软件系统的吞吐率。     

基于动态压力变送器的输油管道泄漏检测与定位系统

设计了一套基于动态压力变送器的输油管道泄漏检测与定位系统,阐述了其系统组成和检测原理.通过动态压力变送器获取管道的动态压力信号,采用基于经验模态分解的方法提取信号的特征向量,再利用支持向量机实现对管道泄漏的识别.最后采用相关时延估计算法获得管道泄漏点的位置.通过现场应用实例表明,动态压力变送器具有更高的检测灵敏度和泄漏分辨力.该系统能够对管道泄漏进行正确识别,可以有效地降低误报警率,并提高了泄漏检测的灵敏度和定位精度.