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基于Ф-OTDR光纤传感技术的供水管道泄漏辨识方法

发布时间:2018-03-03 10:07

  本文选题:泄漏检测 切入点:光纤传感 出处:《仪器仪表学报》2017年04期  论文类型:期刊论文


【摘要】:由于城市供水管道周边工况复杂,如何实现对不同工况的泄漏及其他干扰振动的模式识别成为系统的关键技术。提出了采用分形盒维数和改进近似熵作为特征量的基于相位敏感的时域反射计(Ф-OTDR)分布式光纤传感进行供水管道振动检测的方法。根据泄漏孔附近空泡噪声的信号空间填充度特征,引入分形盒维数对时域信号进行度量,采用了一种新的寻找无标度区的办法,使得出的盒维数参数值能够把握过电平率很高信号的特定特征根据湍流噪声信号混沌性特征;根据湍流噪声的混沌特性,引入近似熵复杂度对时域信号进行度量,采用了一种新的相似容限选取方法,使得更能体现信号随机性的大小。将去噪处理后检测信号的分形盒维数和改进近似熵同时作为二维参数平面的两个输入,通过在该平面设置阈值范围辨识管道泄漏信号,用以区分泄漏信号和干扰信号。对实验信号进行处理,使用该方法对泄漏辨识的准确率能达到96.7%,结果表明,采用该方法能够准确、高效地区分将供水管道泄漏信号及其他信号。
[Abstract]:Because of the complex working conditions around the urban water supply pipeline, How to realize the pattern recognition of leakage and other interference vibration under different working conditions becomes the key technology of the system. A phase sensitive time domain reflectometer (OTDR) based on fractal box dimension and improved approximate entropy is proposed. A method for detecting the Vibration of Water supply Pipeline by using distributed Optical Fiber Sensor. According to the signal space filling characteristics of cavitation noise near the leak hole, The fractal box dimension is introduced to measure the time domain signal, and a new method to find the scale-free region is adopted, which makes the box dimension parameter value grasp the special characteristic of the signal with high over-level rate according to the chaotic characteristic of the turbulent noise signal. According to the chaotic characteristics of turbulent noise, the approximate entropy complexity is introduced to measure the time domain signal, and a new method of selecting similarity tolerance is adopted. The fractal box dimension and the improved approximate entropy of the signal after de-noising processing are taken as two inputs of the two-dimensional parameter plane, and the pipeline leakage signal is identified by setting a threshold range in the plane. In order to distinguish the leakage signal from the interference signal, the experimental signal is processed and the accuracy of leak identification can reach 96.7.The result shows that the method can accurately and efficiently distinguish the leakage signal from other signals of the water supply pipeline.
【作者单位】: 天津大学精密仪器与光电子工程学院;河北省仪器仪表工程技术研究中心;
【基金】:国家自然科学青年基金(61304244) 天津市自然科学基金(14JCQNJC04900) 教育部基金(20130032120066) 承德高新技术产业开发区创新基金(201421) 河北省科技计划(159676100D)项目资助
【分类号】:TN911.7;TU991.61

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本文编号:1560577

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