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。     

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.     

基于虚拟仪器的原油管道泄漏实时监测与定位系统

原油管道泄漏不仅给国民经济造成巨大的损失,而且会导致环境的污染,解决管道泄漏问题显得异常重要。设计了一种针对原油管道的实时监控系统,该系统通过采集输油管道两端的温度、压力和流量等信号,借助石油公司内部的局域网络完成数据的传输,然后对2个站点的数据进行综合分析与处理,实现对输油管道的泄漏报警和漏点定位。介绍了基于负压波法的定位原理和一些关键技术问题的解决,最后通过LabVIEW完成了整个系统的软件设计。通过实地测试,系统运行良好,满足输油管道泄漏检测的要求。     

煤矿管道泄漏监测系统设计

针对煤矿井下管道运行情况监测采用人工巡查法存在的耗费人力、物力及突发状况下难以发现泄漏点的问题,基于光纤传感技术及负压波信号检测与定位原理设计了一种煤矿管道泄漏监测系统,给出了系统结构,介绍了光纤压力传感器增敏结构、负压波下降沿信号精确获取技术等系统关键技术,并对系统进行了长期运行试验和可靠性试验。试验结果表明,该系统运行稳定、可靠,能有效识别阀门开闭、泵启停等正常工况变化,并能对突发的管道泄漏进行定位,定位误差小于1%。     

融合多信号源的地下风管泄漏监测系统设计

地下实验室新风及其配套系统是地下实验室基础建设中的重要环节。为避免空气中的氡渗入新风系统,尽可能地降低环境本底辐射造成的干扰,需要对通风管道的运行状况进行实时且精准的监测。由于工作条件和工作环境的限制,泄漏监测系统面临着管道工作压力低、管径大、泄漏等故障信号强度低等主要技术难点,且通风管道的气体介质为弹性较大的空气或者氮气,在相同振幅条件下,信号能量较低,传输距离短,给泄漏监测带来困难。该文提出在泄漏监测系统设计中采用融合管道内部和管道外部声波等多信号源的监测方法,实现对管道泄漏、堵塞等安全事件的实时监测与定位。经放气测试证明,该方法能进一步改善系统检测灵敏度、定位误差、反应时间、数据管理等主要性能参数,有效保障新风系统安全运行。     

输油管道自动化综合监控系统的设计

针对输油管道泄漏事故给环境带来污染及给国家带来巨大的经济损失,设计了一种输油管道的实时监控系统,该系统使用DCS来搭建整个系统,通过采用了瞬态负压波法对管道进行实时监测,借助网络完成数据的传输,通过对首末站2个站点的数据进行综合分析与处理,实现对输油管道的泄漏报警和漏点定位。     

基于广义相关分析的泄漏定位

为提高基于相关分析方法的管道泄漏监测系统的性能,通过引入信号传播通道的模型,将影响定位精度的因素分解为两个方面,即：泄漏点处负压波源信号的自相关函数和负压波信号传播过程的衰减;在此基础上,采用广义相关分析方法进行泄漏定位．该方法通过前置滤波,降低了负压波信号衰减和噪声对定位结果的影响,提高了泄漏点的定位精度．     

基于DSP的高精度计量设备运行状态监测系统设计

为避免因设备运行异常导致计量失误,设计基于DSP的高精度计量设备运行状态监测系统。系统利用采集层中温湿度传感器实时采集高精度计量设备工作环境温湿度信息,并通过电流、电压传感器采集设备工作时的电流与电压信号,将所采集信号由该层信号调理电路转换为数字信号后,再利用通信层网络通信模块传输至处理层;处理层采用数据集中器对所接收信号进行整合处理,并通过DSP处理器处理整合信号获取设备监测数据,利用状态分析模块最小二乘法分析预测设备运行状态后传输至监测层;监测层通过监测数据显示模块实时展示设备运行状态监测数据,并在设备运行状态出现异常时,利用报警模块做出提示,同时将所接收数据存储至数据存储模块,实现对高精度计量设备运行状态的实时监测。实验结果表明,所设计系统可以实时监测高精度计量设备运行状态,判断电能计量设备产生异常的原因。     

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.     

基于TMS320VC5402供水管道漏水检测仪设计

针对当前国内供水管道听音检漏方法可靠性低、抗干扰性差等特点,本文根据供水管道泄漏声信号的频率分布特点及互相关检测法,设计基于TMS320VC5402的漏水检测仪。该仪器采用改进周期图法对管道振动信号进行功率谱估计来判断管道是否存在泄漏。在对漏水点定位时,使用两台漏水检测仪同时采集管道泄漏声信号并用互相关算法计算漏水点的位置。文中给出漏水检测仪的硬件设计框图和软件流程图。整个系统由DSP最小系统、数据采集模块、无线通信模块以及单片机人机接口模块构成。实验结果表明,该仪器具有较好的检漏能力且定位误差在半米以内。     

无线传感网络在管道输送监控系统中的应用研究

在国际上,管道输送是与铁路、公路、水运、航空并列的五大运输方式之一。作为一种特殊承压设备,其在石油、化工、冶金、电力等行业,以及城市燃气和供热系统中的应用越来越广。管道输送的介质容易泄漏,难以检测,如何保证管道输送系统的安全运行成为管道运输不可忽略的问题。结合管道输送的相关检测理论,提出了一种低成本、低功耗的基于无线传感器网络（WSN）技术的实时监测、实时报警的管道输送监控系统。经实验室局域网测试证明,该设计是可行的。     

负压波泄漏监测技术在清管器定位中的应用

长输管道在输送油品过程中,油品中含有的石蜡、胶质和其他杂质等会不断沉积在管道内壁,增加管道运行阻力,降低输送效率。为了保证管道输送顺畅,防止管内杂质过多影响输送安全,需要定期开展清管作业。然而清管器在管道中运行时,受内部结蜡、杂质和积水等影响,运行阻力时大时小,会引起清管管段上、下游出现相位相反的压力波动,触发负压波泄漏监测系统产生较多误报警。利用压力波动相位相反的特点,可以区分因清管器运行和管道泄漏引起的压力波动,并计算出压力波动到达上、下游的时间差,进而利用负压波定位原理计算出清管器位置。该方法既可以提升现有的负压波监测系统的报警准确率,又可以在无需增加通过指示器等额外硬件的条件下,通过检测清管器运行阻力的实时变化,计算出清管器在管道中运行的位置。     

面向管道安全监测的R-OTDR分布式光纤测温系统

针对长距离管道存在潜在泄漏及火灾等问题,提出了基于后向自发拉曼散射效应和光时域反射原理(R-OTDR)的分布式光纤温度检测方法用于管道安全监测.理论上分析了该方法在管道泄漏方面的检测原理,设计了R-OTDR分布式光纤温度监测系统,采用累加平均融合小波降噪的方法在改善系统测量精度的同时保证了系统实时性.在实验室中对系统性能进行测试,结果表明,系统检测距离可达10 km,测温量程-25℃～+200℃,测温精度±1℃,定位精度≤2 m,响应时间<3 s.同时在管道铺设现场进行了模拟实验,结果表明,该系统能够实现管道沿线温度的监测并准确定位,满足管道沿线泄漏和火灾的监测需求.     

基于以太网的长输管线SCADA系统

为改善以太网通信的实时性,系统引入了一种简单的数据调度模型。在此基础上,实现了长输管线的SCADA系统。说明了长输管线监测系统运行时的特殊性,就此提出了关于长输管线SCADA系统应用中的可扩展性问题,并就采集原理、数据通讯规约等方面提出了一种解决方法。     

基于PC104的输油管道泄漏检测定位系统

针对目前管道在线监测用电功率大、网络通信不稳定和系统时间不同一的缺陷,设计了一种基于嵌入式PC104的管道泄漏检测定位系统。应用GPS授时技术和局域网连接中心PC与远程监测终端,详细分析了其系统检测原理、硬件结构和软件设计方案。通过实际测试和应用表明:该系统运行稳定,低功耗,且保证了远距离数据传输的完整性、可靠性和实时性,能够对管道泄漏进行正确的识别,并做出准确的定位。     

基于虚拟仪器地下蒸汽管道泄漏检测技术的研究

基于虚拟仪器技术和相关分析法的地下蒸汽管道泄漏检测技术的研究,可以快速、准确地确定蒸汽管道泄漏位置.结合系统基本原理、实现方法、软件设计和模拟试验结果介绍,具有一定的应用推广价值.     

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LSTM的疏浚管道流速预测模型

疏浚管道输送系统是绞吸挖泥船的重要组成部分,在施工过程中对流速的控制至关重要。该文以现有疏浚管道输送实验台为对象,提出了一种疏浚管道输送系统的流速预测模型。首先针对反向传播神经网络(BP)无法处理序列间的关联信息以及传统循环神经网络(RNN)无法记忆久远关键信息的缺陷,提出了基于长短期记忆循环神经网络(LSTM)的流速预测模型;然后使用LSTM模型对疏浚管道输送实验台和绞吸挖泥船的数据集进行网络训练,并对管道流速进行预测。通过将流速的预测值与真实值进行对比,验证了该文提出的LSTM模型具有很强的适用性和很高的准确性。     

原油管道实时安检系统

针对当前原油管道传输过程中存在的漏油现象和能源浪费等问题,提出了一种基于B/S模式的原油管道实时安检系统,系统实现了管道数据监测,管道测漏,节能模型和结蜡模型。详述了系统设计、数据库的设计和系统实现主要技术。该系统界面友好,通信稳定,监测实时,且精度高,真正的实现了监测自动化,提高了企业的管理自动化水平。