油气管道泄漏声波信号检测与识别技术研究

发布时间：2024-04-25 23:53

　　伴随着天然气管道数量的增加及运行年限的增长,天然气管道泄漏现象时有发生,极易造成严重事故,因此,对管道的运行状态进行实时监测具有非常重要的意义。本文以气体管道声波信号的采集、去噪、特征提取以及气体管道的运行状态识别为研究对象,通过实验分析确定了气体管道泄漏声波信号在不同状态下的频率范围;研究了小波阈值去噪算法并改进了阈值函数,研究了VMD算法,提出了VMD-Wavelet去噪算法;研究了气体管道声波信号的各种特征参数,搭建了基于VMD-Wavelet的云模型特征熵提取方法;研究了BP神经网络,提出了VMD-En-BP神经网络模型。本文所作主要工作如下:首先,研究声波法泄漏检测基本原理,设计了气体管道泄漏检测实验系统。分析了不同状态下泄漏信号的时域、频域特性,得出泄漏声波信号能量主要集中在低频段。其次,研究了硬阈值、软阈值以及Garrote阈值等经典小波阈值函数,提出一种改进小波阈值函数,利用改进的小波阈值函数对典型信号进行去噪处理,并与经典小波阈值函数作对比,结果表明改进小波阈值函数在信噪比、均方误差方面均能取得更好的去噪效果。再次,研究了VMD算法、Hausdorff距离、峭度以及小...

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1美国ASI公司油气监测传感器及其安装示意图

图2.1管道泄漏定位示意图

根据到达管道两端的时间差和声波传播的速度就可以确定泄漏点的位置。管道泄漏定位原理如图2.1所示：图2.1管道泄漏定位示意图Fig2.1PipelineLeakageLocationDiagram图2.1中D表示管道长度（即两个传感器之间的距离），L表示传....

图2.2油气管道泄漏检测系统示意图

而得到两个传感器接收信号的时间差，如式2-2所示/2/21212()()1()TTqtqtdtTrL/v，表示信号周期；,22TT，表示时间差；q接收到的服从随机分布的泄漏声波信号。漏声波传播速度的确定信号在天然气介质....

图2.4泄漏点和安装有衰减管的泄漏点Fig2.4Leakagepointandleakagepointwithattenuationtubeinstalled

控制台空气压缩机储气罐水泵储水罐图2.3实验室仿真管道系统Fig2.3Laboratorysimulationofpipingsystem题的理论研究通过实验室模拟系统进行仿真验证，该系统由气路和成，可以实现气体管道和液体管道实际运行状态的模拟，其中气路缩机、储气....

本文编号：3964412