输气管道泄漏的线性阵列两步定位方法

作     者：郑晓亮 王强 薛生 Zheng Xiaoliang;Wang Qiang;Xue Sheng

作者机构：安徽理工大学电气与信息工程学院淮南232001 安徽理工大学能源与安全学院淮南232001 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2020年第41卷第6期

页      面：171-178页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 0703[理学-化学] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：十三五国家重点研发计划“冬奥会公共安全综合风险评估技术”(2018YFF0301000) 清华大学合肥公共安全研究院院士工作站课题(2017K001)项目资助 

主　　题：管道泄漏 波束形成 线性阵列 速度估计 两步定位 

摘      要：为了提高输气管道泄漏定位的精度和抗干扰能力,基于除自谱的互功率谱波束形成法,提出一种输气管道泄漏的线性阵列两步定位方法。进行M(=3, 5, 7)元阵列及其M-1元子阵的泄漏定位和速度估计效果对比实验,分析了3种阵列的抗干扰能力差异。实验结果表明,泄漏信号的4 kHz分量受多径干扰较小,速度估计结果稳定在1 600 m/s^1 700 m/s范围内。相较于2元和4元子阵,6元子阵的速度估计结果更稳定,抗干扰能力更强。相应地,7元阵列的定位精度和抗干扰能力也更优,干扰较小时,对不同泄漏位置的平均定位误差率小于1%,信噪比低至-15 dB时其误差率仍低于2%。而现有基于广义互相关分析的声波法在噪声条件下无法完成有效定位。该研究将阵列技术应用到管道泄漏定位,提高了定位方法的性能。