基于虚拟声波的船舶多环管网泄漏检测与定位系统设计
发布时间：2021-01-05 20:42
船舶管系作为船舶的重要组成成分,是联系主辅机及相关设备的桥梁。由于船舶终年航行于海面上,腐蚀、颠簸、潮湿等环境极易引起船舶管系因管壁破损而造成管道泄漏,如不能及时发现,极易造成船舶内相关设备面临瘫痪的风险,严重威胁船舶安全。目前,船舶故障诊断的研究主要集中在船舶动力装置等领域,而管道泄漏检测方面关注重点又主要在油气和城市供水领域。基于此,探索符合船舶管系自身特点的管系泄漏检测方法及系统具有重要意义。船舶管系多弯管、环管,管道总长度短、结构复杂,一旦发生泄漏,容易造成信号的串行传递。针对这些特点,本文在查阅大量国内外相关文献的基础上,把基于虚拟声波的管道泄漏检测方法引入到船舶多环管网泄漏检测定位中。通过在管网各节点分支管段上安装压力变送器,并对该管网节点、各分支管段以及压力变送器按一定顺序分别进行编号,将其与节点异常信号判别矩阵A、节点异常信号传播方向判别矩阵B相关联,把管网泄漏检测与定位问题转化为节点异常信号判别矩阵A与节点异常信号传播方向判别矩阵B的定义与求解问题,有效的解决了管段之间异常信号的串扰,实现了管网泄漏管段及漏损点的准确定位。通过了解用户需求,基于Qt平台开发了船舶多环管...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２声波变送器外形结构图及其现场安装示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ａｃｏｕｓｔｉｃ?ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ?ａｐｐｅａｒａｎｃｅ?ａｎｄ?ｓｉｔｅ?ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]“十三五”中国船舶工业发展的机遇与挑战[J]. 杨金龙. 中外船舶科技. 2017(01)
[2]基于Φ-OTDR技术的城市地下供水管网主干线泄漏检测与定位[J]. 沙洲,杨洋,封皓,曾周末,赵永彬. 中国仪器仪表. 2016(11)
[3]基于时域积分的泄漏声波信号增强方法[J]. 林伟国,王晓东,吴海燕,牟长丽,陈磊. 化工学报. 2016(03)
[4]管道泄漏信号和干扰信号的数字化判别方法[J]. 林伟国,王晓东,戚元华,吴海燕. 石油学报. 2014(06)
[5]Smartball自漂流式检漏系统在输油管道的应用[J]. 马晓斌,曾新定,濮人强. 油气储运. 2010(11)
[6]负压波法在液体管道上的可检测泄漏率分析[J]. 孙良,王建林,赵利强. 石油学报. 2010(04)
[7]北京市二环内供水管网DMA分区方法及安全性分析[J]. 凌文翠,张涛,强志民,刘彦辉,张孟涛,王耀文. 中国给水排水. 2010(10)
[8]基于动态压力信号的管道泄漏特征提取方法研究[J]. 张宇,靳世久,何静菁,陈世利,李健. 石油学报. 2010(02)
[9]基于卡尔曼滤波器的管道泄漏检测技术研究[J]. 陆文娟,王永吉,徐建军. 科学技术与工程. 2009(18)
[10]声发射技术在管道泄漏检测中的应用[J]. 王朝晖,张来斌,辛若家,梁伟. 中国石油大学学报(自然科学版). 2007(05)
博士论文
[1]分区管理模式给水管网的水力分析与模拟技术研究[D]. 刁克功.北京工业大学 2011
[2]复杂管道泄漏检测技术研究[D]. 阳子轩.武汉理工大学 2011
[3]在役管线泄漏检测技术研究[D]. 胡琼.武汉理工大学 2009
硕士论文
[1]提高声波法管道泄漏检测准确性的方法研究[D]. 王晓东.北京化工大学 2016
[2]基于MODBUS协议栈的数控应用软件系统设计与实现[D]. 向仲明.电子科技大学 2014
[3]次声波传感器及其泄漏检测系统研究[D]. 胡杨曼曼.西安石油大学 2014
[4]船舶管道泄漏监测仪的设计与实现[D]. 杨东.北京工业大学 2014
[5]船舶管道泄漏监测与定位方法研究[D]. 陆安均.重庆交通大学 2011
[6]供水管网漏损控制分区装表计量技术和应用[D]. 张志明.同济大学 2006
本文编号：2959271
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２声波变送器外形结构图及其现场安装示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ａｃｏｕｓｔｉｃ?ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ?ａｐｐｅａｒａｎｃｅ?ａｎｄ?ｓｉｔｅ?ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??
（ａ）?（ｂ）??图２－２声波变送器外形结构图及其现场安装示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ａｃｏｕｓｔｉｃ?ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ?ａｐｐｅａｒａｎｃｅ?ａｎｄ?ｓｉｔｅ?ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??２．２．２管道泄漏监测定位原理??基于声波传感器的管道泄漏监测、定位原理如下图２－３所示。分别在管道的首末两端??各安装一只声波变送器，假设总长度为Ｚ的管道在如时刻发生泄漏，位于首端的声波??传感器检测到泄漏信号的时刻为ｈ位于末端的声波传感器检测到泄漏信号的时刻为??／２，泄漏点距首端声波变送器的距离为Ｘ，泄漏信号从泄漏位置传播到首末端的逆流、??顺流速度分别为ｈ和ｈ，则根据图２－３可推得：??声芑送器觀湖卢波Ｊ送器??３±＾??首端Ｌ?＾?｜末端??！?ｘ?＼?Ｌ?：??？?ｈ?ＣＤ，。?＾?〇??图２－３管道泄漏定位原理??Ｆｉｇ．２－３?Ｐｉｐｅｌｉｎｅ?ｌｅａｋａｇｅ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ??ｘ?＝?（，ｉ－，〇）Ｋ?（２－１）??１２??
时间（Ｓ）??（３）声波变送器的压力信号??图２－４声波变送器和普通压力变送器信号对比图??Ｆｉｇ．２－４?Ａｃｏｕｓｔｉｃ?ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ?ａｎｄ?ｏｒｄｉｎａｒｙ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ?ｓｉｇｎａｌ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｃｈａｒｔ??〇??监测服务器??一“一．一咖因綱地．一——一?？喊??ＲＴＵ同步授时??Ｓ＾ＲＴＵ?＜???■命??ＧＰＳ??声波变送器?＼?／?声波变送器＠??￥?＃模拟泄漏?￥??首站?未站??图２－５现场实施的管道泄漏监测系统示意图??Ｆｉｇ．２－５?Ｏｎ－ｓｉｔｅ?ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｉｐｅｌｉｎｅ?ｌｅａｋａｇｅ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??由本课题组设计研发的声波变送器组成的管道泄漏监测系统结构如图２－５所示。??目前，该模式己成功应用于多条输送管线，如东营－纯梁段、延安－长官庙段油品输送??管线，镫口－图克的某化工厂输水管线，中石化某公司氢气管线，以及上文中提到的岳??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]“十三五”中国船舶工业发展的机遇与挑战[J]. 杨金龙. 中外船舶科技. 2017(01)
[2]基于Φ-OTDR技术的城市地下供水管网主干线泄漏检测与定位[J]. 沙洲,杨洋,封皓,曾周末,赵永彬. 中国仪器仪表. 2016(11)
[3]基于时域积分的泄漏声波信号增强方法[J]. 林伟国,王晓东,吴海燕,牟长丽,陈磊. 化工学报. 2016(03)
[4]管道泄漏信号和干扰信号的数字化判别方法[J]. 林伟国,王晓东,戚元华,吴海燕. 石油学报. 2014(06)
[5]Smartball自漂流式检漏系统在输油管道的应用[J]. 马晓斌,曾新定,濮人强. 油气储运. 2010(11)
[6]负压波法在液体管道上的可检测泄漏率分析[J]. 孙良,王建林,赵利强. 石油学报. 2010(04)
[7]北京市二环内供水管网DMA分区方法及安全性分析[J]. 凌文翠,张涛,强志民,刘彦辉,张孟涛,王耀文. 中国给水排水. 2010(10)
[8]基于动态压力信号的管道泄漏特征提取方法研究[J]. 张宇,靳世久,何静菁,陈世利,李健. 石油学报. 2010(02)
[9]基于卡尔曼滤波器的管道泄漏检测技术研究[J]. 陆文娟,王永吉,徐建军. 科学技术与工程. 2009(18)
[10]声发射技术在管道泄漏检测中的应用[J]. 王朝晖,张来斌,辛若家,梁伟. 中国石油大学学报(自然科学版). 2007(05)
博士论文
[1]分区管理模式给水管网的水力分析与模拟技术研究[D]. 刁克功.北京工业大学 2011
[2]复杂管道泄漏检测技术研究[D]. 阳子轩.武汉理工大学 2011
[3]在役管线泄漏检测技术研究[D]. 胡琼.武汉理工大学 2009
硕士论文
[1]提高声波法管道泄漏检测准确性的方法研究[D]. 王晓东.北京化工大学 2016
[2]基于MODBUS协议栈的数控应用软件系统设计与实现[D]. 向仲明.电子科技大学 2014
[3]次声波传感器及其泄漏检测系统研究[D]. 胡杨曼曼.西安石油大学 2014
[4]船舶管道泄漏监测仪的设计与实现[D]. 杨东.北京工业大学 2014
[5]船舶管道泄漏监测与定位方法研究[D]. 陆安均.重庆交通大学 2011
[6]供水管网漏损控制分区装表计量技术和应用[D]. 张志明.同济大学 2006
本文编号：2959271
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