壓力管道泄漏聲發(fā)射源定位的實驗與算法研究.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)識管道泄漏信號,找到泄漏源定位的方法,實現(xiàn)對管道泄漏點的精確定位,對于維護(hù)管網(wǎng)的安全運行,避免資源的浪費,有著重要的理論意義和應(yīng)用價值.該文在研究管道泄漏信號的產(chǎn)生機(jī)理、信號傳播規(guī)律的同時,對已有的泄漏源定位方法的可行性進(jìn)行驗證,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)射檢測系統(tǒng),包括管道泄漏模型和聲發(fā)射檢測裝置兩部分.

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產(chǎn)生泄漏聲發(fā)射信號的影響;研究了傳播距離、管道法蘭聯(lián)結(jié)件等因素對泄漏聲發(fā)射信號衰減的影響.2.研究了采用互相關(guān)方法進(jìn)行泄漏聲發(fā)射信號的時延估計.研究表明:在背景噪聲較小的環(huán)境中,采集低頻信號用互相關(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,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)行信號的時延估計.研究表明:該算法對突發(fā)型聲發(fā)射信號的時延估計有較好的效果.4.對基于時頻變換的雙傳感器泄漏聲發(fā)射源定位算法進(jìn)行了實驗分析,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)射信號多模態(tài)和頻散特性對定位的不利影響,較好地實現(xiàn)了兩個傳感器間的泄漏源的定位.5.在雙傳感器時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,通過對單一傳感器接收到的泄漏聲發(fā)射信號進(jìn)行時頻分析的方法,從中提取兩個導(dǎo)波模態(tài)的泄漏