基于信号增强的管道泄漏检测方法研究

发布时间：2023-09-28 22:21

　　管道是现代油气资源输送的一种重要运输方式,随着现代社会对能源需求的快速增长,极大的促进了管道建设的发展,而管道一旦发生泄漏将造成不可估量的严重后果,因此对管道输送的安全监测必不可少。管道泄漏检测可分为三个步骤,首先是获得可有效表征管道泄漏的被测量,目前常用的被测量(如压力、声波)无法有效地表征缓慢泄漏,进而导致漏报的发生;其次是对被测信号进行泄漏诊断,普遍采用时频域特征提取结合模式识别的泄漏诊断方法,该类方法将一帧信号的整体作为诊断对象,无法区别和分离一帧信号中存在的泄漏和干扰信号,从而产生漏报和误报;最后是对泄漏进行定位,常用的定位方法为基于延时互相关分析的泄漏定位方法,其中的时间差和速度决定了泄漏定位的精度。因此,研究可有效表征突发和缓慢泄漏的被测量、泄漏信号诊断方法以及定位方法,为管道的泄漏监测提供可靠的技术手段,具有重要的理论意义和应用价值。本文在分析总结前人对管道泄漏检测研究的基础上,研究了基于信号增强的管道泄漏检测方法,主要完成了以下工作:1、研究了基于数字补偿器的泄漏压力信号增强方法。通过分析常用被测量在表征管道泄漏中的优缺点,基于声波信号变送器建立了以压力信号为输入的数...

【文章页数】：156 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 管道运输发展状况
    1.3 管道运输存在的安全问题
    1.4 管道泄漏检测技术的研究现状
        1.4.1 被测量检测方法研究现状
        1.4.2 异常信号检测方法研究现状
        1.4.3 管道泄漏定位方法研究现状
    1.5 研究意义与主要研究内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 主要研究内容
第二章 基于数字补偿器的泄漏压力信号增强方法研究
    2.1 引言
    2.2 管道泄漏的压力表征方法
        2.2.1 管道压力理论基础
        2.2.2 突发/缓慢泄漏定义
        2.2.3 管道泄漏的压力表征
    2.3 管道泄漏的声波表征方法
        2.3.1 管道声波理论基础
        2.3.2 管道泄漏的声波表征
    2.4 泄漏压力信号的增强方法
        2.4.1 数字补偿器的设计
        2.4.2 压力信号的预处理
        2.4.3 虚拟声波信号的获取方法
        2.4.4 管道泄漏的虚拟声波表征
    2.5 实验结果与分析
        2.5.1 实验平台介绍
        2.5.2 数字补偿器分析
        2.5.3 典型案例分析
    2.6 小结
第三章 泄漏压力信号的增强原理研究
    3.1 引言
    3.2 时域分析
        3.2.1 压力信号的时域分析
        3.2.2 数字补偿器的时域分析
    3.3 频域分析
        3.3.1 压力信号的频域分析
        3.3.2 数字补偿器的频域分析
    3.4 数字补偿器的参数优化
        3.4.1 约束条件
        3.4.2 优化目标
    3.5 实验结果与分析
    3.6 小结
第四章 异常信号的直接检测方法研究
    4.1 引言
    4.2 异常信号直接检测方法
        4.2.1 信号的分解
        4.2.2 异常信号的直接检测
        4.2.3 异常子信号的溯源
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 典型案例分析
        4.3.2 对比实验结果与分析
    4.4 小结
第五章 基于时间差修正的泄漏定位方法研究
    5.1 引言
    5.2 基于延时互相关分析的泄漏定位方法
    5.3 基于相位分析的时间差修正方法
        5.3.1 相位分析
        5.3.2 基于相位分析的时间差修正
    5.4 基于信号匹配的时间差修正方法
        5.4.1 干扰信号分析
        5.4.2 基于信号匹配的时间差修正
    5.5 实验结果与分析
        5.5.1 泄漏定位方法有效性检验
        5.5.2 泄漏检测方法对比实验
    5.6 小结
第六章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
博士期间的研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
博士研究生学位论文答辩委员会决议书



本文编号：3848725