基于负压波法的输卤管道泄漏检测技术研究

发布时间：2020-04-18 07:02

【摘要】：管道泄漏检测技术是一门涉及多学科和多领域的技术,其检测方式多样,大都以检测物理量、化学量为基础进行。本文根据输卤管道泄漏与传统石油管道、天然气管道和供水管道的泄漏在传输介质以及管道物理性质上的不同,针对输卤管道中常见的长直自由支撑管道、大泄漏量、单点泄漏问题进行研究。确立了以负压波法为基础的泄漏检测方法,并对相关方法进行分析与改进。设计并搭建输卤管道泄漏检测系统,建立相应实验平台进行实验验证与分析。本文的主要研究内容如下:(1)概述国内外管道泄漏检测技术发展现状,依据人工干预程度对管道泄漏检测技术的相关方法进行分类,参考相关文献总结管道泄漏检测系统的性能评价指标。对不同管道泄漏检测技术进行对比分析,得出使用负压波法的思路。(2)对管道内瞬变流动进行相关分析,简述负压波法的基本原理,并对不同管道架设条件下的负压波传播速度进行推导和说明。对消噪方法进行比较与分析,得出本文主要使用的小波消噪法,并给出相关基础理论。(3)使用MATLAB软件平台对泄漏时管内瞬变流动进行仿真,得到泄漏后管道沿线压头变化曲线。结合相关文献,对仿真负压波信号的特点进行分析,并在MATLAB信号库中选取具有相应特点的信号作为原始信号。对比不同信噪比下的消噪效果,得出效果较好的小波基与阈值选取原则的组合。最后,对模式识别方法进行改进与仿真分析,并通过实验数据验证模式识别方法的有效性。(4)在消噪算法中使用改进阈值函数,解决软阈函数与硬阈值函数的矛盾。在负压波波速计算中,根据卤水粘度小和管内流动性较好的特性,对波速计算公式进行简化。在计算泄漏时间差中,使用双点读取计算时间差,减小随机误差的影响。使用区间二分法以及Romberg算法,缩短泄漏点计算时长。(5)结合课题要求及相关仿真结果,以STM32开发板及上位机为硬件基础,以MATLAB和C++Builder为软件平台,设计并建立了一套输卤管道泄漏检测系统。在搭建相应实验平台的基础上,通过多组实验方案对比分析,从可靠性、灵敏度、准确性以及鲁棒性对本文的输卤管道泄漏检测系统进行分析评价,验证了系统在实际运用中的可行性。
【图文】：

人工检测,泄漏检测,对管,输卤管道

我国目前管道泄漏检测技术相关的研究主要集中于石油管道、天然管道和城市供水管道中，对输卤管道的泄漏检测技术研究则相对欠缺。研究种误报率低、响应速度快、定位精度高、成本低廉的卤水管道泄漏检测系统于保障输卤管道正常生产、减少泄漏损失、保护环境等具有非常重要的意义。1.2 泄漏检测方法目前国内外管道泄漏检测方法众多，分类方式也有所区别，主要的分类准有检测媒介、检测手段、检测对象和软硬件检测等。由于泄漏检测技术涉学科较多、分类方式复杂，，本文从基本原理和测量物理量考虑，根据人工干程度进行种类划分和评价。1.2.1 泄漏检测方法分类根据人工的干预程度对泄漏检测方法进行划分，主要分为人工检测、半自检测和全自动检测这三类，如图 1-1 所示。

示意图,特征线,示意图,波峰

这些水击波为零或者非零播到管道系统的某个位置，而图（在坐标所示的时间和位置结合构成表示新的状态与原状态相同。征线决定了波峰的运动规律，同时此，特征线只能沿波峰的轨迹求解组描述，具体表示如下[54]10mdxVdtCdQ dH fQ Q dtgαααω+ = + + + = 10mdxVdtCdQ dH fQ Q dtgαααω = + = 称为前向特征方程，记为C ；方程
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TS312;TQ055.81

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