提高声波法管道泄漏检测准确性的方法研究

发布时间：2017-06-24 12:12

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【摘要】：管道是流体运输行业主要运输手段之一,我国管道“老龄化”严重,对管道泄漏检测准确性要求更加严格,对微小泄漏的检测要求大大提高。现有基于压电式压力传感器的声波法泄漏检测,虽然灵敏度高定位准确,但由于干扰信号与泄漏信号时-频域特征相近,当出现信噪比较低的微小泄漏时,误报漏报难以避免,因此探索提高泄漏检测准确性的方法具有重要意义。本文从信号增强和干扰信号识别两个方面,对提高泄漏检测准确性的方法进行了探索。通过对动态压力变送器的分析,发现其输出信号中缺失了积分项,影响了动态压力变送器的低频响应,由此提出了基于时域积分的泄漏声波信号增强方法,可通过增益系数调节增强效果,并对信号预处理及增益系数选择方法进行了分析。通过理论分析现有干扰信号识别方法存在的问题,提出了基于采用异常信号跳变沿差分的干扰信号识别方法。把干扰信号和泄漏信号都归为异常信号,通过时域统计特征对异常信号位置进行搜索,提取异常信号跳变沿并计算两路信号的差分及其累加和。根据累加和的符号判断出异常信号的传播方向,实现干扰信号的识别。模拟实验与现场试验结果表明：时域积分的泄漏信号增强方法具有良好的增强效果,并且具有较高的普适性和稳定性,计算简便无需复杂的参数寻优；采用异常信号跳变沿差分的干扰信号识别方法,具有较高的识别准确度,对双传感器安装间距和采样率的要求较低,为提高泄漏检测准确性提供了新思路。
【关键词】：管道泄漏检测准确性 信号增强 时域积分 双传感器 干扰信号识别
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE973.6;TP212
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• abstract6-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 课题的研究背景及意义13-15
• 1.1.1 管道运输现状分析13-14
• 1.1.2 管道运输存在的安全问题14-15
• 1.2 国内外研究现状分析15-20
• 1.2.1 管道泄漏检测方法15-17
• 1.2.2 管道泄漏信号增强方法17-18
• 1.2.3 管道泄漏检测中的干扰信号识别方法18-20
• 1.3 本文的主要研究内容20-23
• 第二章 基于时域积分的泄漏信号增强方法23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 压电式压力变送器结构分析23-28
• 2.2.1 压电式压力传感器23-25
• 2.2.2 前置放大器25-27
• 2.2.3 变送器整体结构27-28
• 2.3 时域积分信号增强方法及实现28-30
• 2.3.1 时域积分信号增强方法的提出28-29
• 2.3.2 时域积分信号增强实现步骤29-30
• 2.4 预处理方法及增益系数的选择30-34
• 2.4.1 信号增强效果评价指标30
• 2.4.2 预处理方法的选择30-32
• 2.4.3 增益系数的选取32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 采用异常信号跳变沿差分的管道干扰信号识别方法35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 双传感器结构的泄漏检测系统结构35-37
• 3.3 采用异常信号跳变沿差分的干扰信号识别方法37-42
• 3.3.1 基于延时互相关的信号传播方向识别条件37-38
• 3.3.2 影响基于互相关的信号传播方向识别准确性的因素分析38-40
• 3.3.3 采用异常信号跳变沿差分的干扰信号识别方法40-42
• 3.4 采用异常信号跳变沿差分的干扰信号识别方法的实现42-46
• 3.4.1 异常信号搜索与跳变沿的提取42-44
• 3.4.2 动态压力信号预处理44-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 方法验证与结果分析47-67
• 4.1 实验系统搭建47-54
• 4.1.1 系统总体结构简介47-48
• 4.1.2 硬件设计48-50
• 4.1.3 软件设计50-54
• 4.2 时域积分信号增强方法实验验证54-60
• 4.2.1 时域积分信号增强方法有效性检验54-56
• 4.2.2 信号增强效果对比56-58
• 4.2.3 信号增强对泄漏诊断与定位的影响58-60
• 4.3 采用异常信号跳变沿差分的干扰信号识别实验与结果分析60-66
• 4.3.1 实验平台模拟实验及结果分析60-62
• 4.3.2 现场试验与结果分析62-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 结论与展望67-69
• 5.1 结论67
• 5.2 展望67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-75
• 研究成果及发表的学术论文75-77
• 作者及导师简介77-79
• 附件79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：478169