壓力管道泄漏聲發(fā)射源定位的實(shí)驗(yàn)與算法研究.pdf

1、管道泄漏源定位是石油、化工、天然氣和城市供水等領(lǐng)域中需要解決的重要問題之一.正確認(rèn)識(shí)管道泄漏信號(hào),找到泄漏源定位的方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)管道泄漏點(diǎn)的精確定位,對(duì)于維護(hù)管網(wǎng)的安全運(yùn)行,避免資源的浪費(fèi),有著重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值.該文在研究管道泄漏信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理、信號(hào)傳播規(guī)律的同時(shí),對(duì)已有的泄漏源定位方法的可行性進(jìn)行驗(yàn)證,并進(jìn)行了新的定位算法的研究.具體包括以下工作:1.建立了一套充液管道泄漏聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng),包括管道泄漏模型和聲發(fā)射檢測(cè)裝置兩部分.

2、利用該系統(tǒng),研究了管道內(nèi)填充介質(zhì)的壓力、管道內(nèi)填充的介質(zhì)、漏孔的大小、模擬泄漏孔的材質(zhì)、漏孔壁的粗糙度等因素對(duì)產(chǎn)生泄漏聲發(fā)射信號(hào)的影響;研究了傳播距離、管道法蘭聯(lián)結(jié)件等因素對(duì)泄漏聲發(fā)射信號(hào)衰減的影響.2.研究了采用互相關(guān)方法進(jìn)行泄漏聲發(fā)射信號(hào)的時(shí)延估計(jì).研究表明:在背景噪聲較小的環(huán)境中,采集低頻信號(hào)用互相關(guān)法能夠有效地進(jìn)行空氣管道和水管道的泄漏源定位.3.針對(duì)在某些特定背景噪聲情況下,特別是當(dāng)干擾為卷積干擾時(shí),傳統(tǒng)互相關(guān)方法往往無能為力

3、的情況下,采用廣義倒譜法進(jìn)行信號(hào)的時(shí)延估計(jì).研究表明:該算法對(duì)突發(fā)型聲發(fā)射信號(hào)的時(shí)延估計(jì)有較好的效果.4.對(duì)基于時(shí)頻變換的雙傳感器泄漏聲發(fā)射源定位算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,利用結(jié)構(gòu)頻散特性提取單一導(dǎo)波模態(tài),減小聲發(fā)射信號(hào)多模態(tài)和頻散特性對(duì)定位的不利影響,較好地實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)傳感器間的泄漏源的定位.5.在雙傳感器時(shí)頻變換定位算法基礎(chǔ)上,利用結(jié)構(gòu)的多模態(tài)頻散特性信息,通過對(duì)單一傳感器接收到的泄漏聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析的方法,從中提取兩個(gè)導(dǎo)波模態(tài)的泄漏