检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

供水管道泄漏声信号数据采集装置设计

供水管道泄漏声信号数据采集装置设计

作者：梁德治内蒙古科技大学

学位级别：硕士

管道运输是一种新兴、经济的运输方式，尤其在输送气体、液体和浆体等散装物品方面具有天然优势。随着经济的快速发展，我国必将成为一个管道大国，这样一来，如何尽可能减少因管道泄漏而造成的经济损失和环境污染，就成为摆在我们面前... 详细信息

管道运输是一种新兴、经济的运输方式，尤其在输送气体、液体和浆体等散装物品方面具有天然优势。随着经济的快速发展，我国必将成为一个管道大国，这样一来，如何尽可能减少因管道泄漏而造成的经济损失和环境污染，就成为摆在我们面前的重要课题。因此，研制开发一种可靠有效的、适合我国管道状况的在线管道泄漏检测与定位系统，具有重要的理论和现实意义。本文以供水管道为实验对象，分析了供水管道泄漏声信号的产生机理、频率特性、传播特性以及噪声特性，在此基础上，针对野外工作的实际需要，本着低噪声、低成本和低功耗的设计思想，在平衡成本与功能的前提下，设计了一套管道泄漏声信号数据采集装置。该装置主要包括加速度传感器、信号调理模块、滤波器、放大器、数据采集模块、主控单元、存储器、人机接口及通信模块等。加速度传感器选用朗斯公司的LC0151T型内装IC压电加速度传感器，将自来管道的泄漏微弱振动信号转换为电信号;信号调理模块一方面为加速度传感器提供恒流源供电，另一方面将传感器的输出信号通过隔直电路隔掉偏置电压后输出交流加速度信号;滤波器用于抑制传感器采集到的有用信号中所包含的外界突发干扰和白噪声，以提高信噪比;放大器用于把传感器获得的微弱信号进行放大，以满足后续信号采集的需要;数据采集模块实现信号采样和A/D转换功能;主控单元起到全局控制作用，并实现数据处理等功能;通信模块用来完成该系统与上位机间的数据和命令传输工作。设计了软硬件系统，并对数据采集装置进行了性能测试和功能实验，相关指标能满足设计要求。采用两套声信号数据采集装置分别采集管道首、末端的泄漏声信号并进行处理，然后将处理结果送往上位机。上位机监控系统采用LabVIEW软件开发，可对管道首、末端的两路泄漏信号进行综合分析处理，最后给出管道泄漏状况和漏点位置，本文进行了相关的实验研究。

关键词：加速度传感器泄漏检测泄漏声信号数据采集信号调理

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

联合去噪算法在输气管道泄漏声信号中的应用

石油化工自动化 2022年第1期58卷 15-21页

作者：师晓开孙首群上海理工大学机械工程学院

针对油气管道发生泄漏后,泄漏声信号在沿管道传播过程中必不可少的会混入噪声问题,研究了变分模态分解(VMD)在管道泄漏去噪中的应用,提出了一种基于VMD,多尺度排列熵(MPE)和小波阈值去噪(WT)的VMD-MPE-WT联合去噪算法。利用MATLAB软件... 详细信息

针对油气管道发生泄漏后,泄漏声信号在沿管道传播过程中必不可少的会混入噪声问题,研究了变分模态分解(VMD)在管道泄漏去噪中的应用,提出了一种基于VMD,多尺度排列熵(MPE)和小波阈值去噪(WT)的VMD-MPE-WT联合去噪算法。利用MATLAB软件在该算法对信号处理结果进行仿真分析,结果表明:对比小波去噪,VMD,VMD-WT去噪,该联合去噪算法在强噪声下的泄漏声信号能得到更高的信噪比和更小的均方误差,去噪效果较好。

关键词：小波阈值去噪变分模态分解多尺度排列熵泄漏声信号

基于声学理论的供水管道泄漏数值模拟与试验研究

同方期刊数据库评论

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于声学理论的供水管道泄漏数值模拟与试验研究

作者：张菁西华大学

学位级别：硕士

城市供水管网不仅是重要的民生设施,还是我国现代化建设的助推剂。但是由于各种自然和人为的原因,不可避免会发生供水管道的泄漏,既增加了供水成本,造成极大的经济、资源浪费,又危害人民群众的公共安全和饮水安全。“十四五”时期明确... 详细信息

城市供水管网不仅是重要的民生设施,还是我国现代化建设的助推剂。但是由于各种自然和人为的原因,不可避免会发生供水管道的泄漏,既增加了供水成本,造成极大的经济、资源浪费,又危害人民群众的公共安全和饮水安全。“十四五”时期明确提出了要对我国的城市供水提质升级,因此提高管道泄漏的检测效率和定位精度显得尤为重要。声发射技术法作为一种动态无损检测方法,因其简单可靠、适用范围较广在众多检测方法中脱颖而出。通过数值模拟获得泄漏声信号的先验知识,对泄漏检测及定位方案的制定有一定指导作用,可以节约采集信号时的数据存储空间,并降低信号处理过程中的试错成本。本文数值模拟采用计算气动声学(Computational Aeroacoustics,CAA)中的混合CAA方法,首先用Fluent软件计算在不同管道运行压力、管道直径、泄漏孔径下的泄漏管道流场。结果表明当管道泄漏时,管内流体从漏孔向管外喷射而出,在泄漏孔中轴线处速度达到最大;随着管道运行压力增大,管内流体的压力降也随之变大,同时泄漏孔处低压区范围变广;泄漏孔径因素对泄漏孔附近流场的影响和管道运行压力的影响规律相似,但影响程度小于压力;管道直径的大小对泄漏孔最大流速、管内压力降影响较小,但在同种工况下,大管径泄漏引起的压力波动较小管径稍强。在计算完管道泄漏流场的前提下,用LMS *** Acoustics软件模拟管道泄漏声信号的传播。结果表明低碳钢Q235B供水管道泄漏声信号属于偶极子声源,主要频段集中在300～400Hz之间,属于中低频信号;泄漏孔产生的声信号向上、下游传播的情况几乎相同,低频抗衰能力强,而高频衰减快;管道运行压力和泄漏孔径增加,泄漏声信号的声压级增大,包含的有用信息增多。最后借助试验系统,采集了在不同管道运行压力、泄漏孔径下的泄漏声信号,验证了前面数值模拟的结果;并根据数值模拟得到的先验知识,选择通带范围在300～400Hz的带通滤波器对数据进行去噪,再用互相关时延估计法对漏点进行定位。结果表明管道运行压力越高、泄漏孔径越大,采集到的信号幅值越大,越容易检测到泄漏;基于先验知识选择的带通滤波器,不仅可以节约计算资源,而且比传统处理方法的定位精度更高。

关键词：供水管道泄漏声信号气动声学流场特性声源特性去噪及定位

小口径输油管道球形检测器运动及泄漏声源识别研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

小口径输油管道球形检测器运动及泄漏声源识别研究

作者：刘同兴北京交通大学

学位级别：硕士

在输油管道运行过程中,微小泄漏由于不易发现且易发展为大的泄漏而经常引起严重事故,造成巨大的损失。输油管道自建成至今,国内外众多学者对管道的泄漏检测提出了各种理论和方法,其中内检测技术由于精度较高被广泛使用,对于小口径的输... 详细信息

在输油管道运行过程中,微小泄漏由于不易发现且易发展为大的泄漏而经常引起严重事故,造成巨大的损失。输油管道自建成至今,国内外众多学者对管道的泄漏检测提出了各种理论和方法,其中内检测技术由于精度较高被广泛使用,对于小口径的输油管道来说,由于其直径的限制,传统的管道内检测器容易在管道内卡堵,因此本研究提出球形外观的内检测器,能够在管道内顺利通过不发生卡堵,同时,内检测器还可采集泄漏孔处的近声场声信号,能大大提高检测精度。本研究所采用的内检测器自身并不携带驱动装置,其动力来自受到的推力,在管道的内部会有众多因素对其受力产生影响,查找相关文献后选取流速、管道内压力、管径比和上下游长度四个变量进行模拟仿真,探究这些因素与检测器在管道内受力的关系,结果表明:在本研究选取的参数范围内,检测器所受的推力随着流速的增大而增大,随着管径比的增大而增大,与管道内压力和检测器上下游长度无关。随后建立球形检测器的计算流体动力学模型,采用动网格技术对检测器的通过性进行仿真模拟,得到最佳的管径比范围是0.4～0.8,在流速为1 m/s,压力为1.5 MPa的条件下,检测器质量不超过4 kg均可在管道内顺利通过不发生卡堵。针对近声场声信号的采集分析部分,通过建立的流体动力学模型仿真计算确定泄漏声源的位置。根据结果建立泄漏的计算声学模型,并对泄漏噪声在管道内的传播、分布进行研究,得到不同泄漏孔径、不同管道压力和不同声源距离与泄漏声信号分布之间的关系,根据采集到的声信号频谱图确定了声音频率的分析范围是3220 Hz～22020 Hz,为后续检测器内部传感器的选择提供参考和依据。为了配合球形检测器能够更加方便地投入使用,设计了检测器的投放回收装置,利用检测器自身的重力进行投放和回收,同时优化了传统的投放回收装置,大大降低操作成本和限制,提高了使用效率。根据前面的仿真结果,加工了球形检测器样机,并搭建了管道多功能泄漏检测试验台,测试不同流速下不同质量的检测器在水平、倾斜和垂直管道内的通过性。随后,采集泄漏孔附近的声信号信息。实验结果表明:直径为80 mm,质量为1.5 kg的检测器,在0.5 m/s的流速条件下能够顺利通过竖直管段不发生卡堵,与仿真结果一致。经分析对比,采集到的泄漏声信号与仿真结果也具有较好的一致性。

关键词：输油管道球形检测器通过性泄漏声信号仿真模拟

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

埋地供水管道泄漏信号地面特性试验研究

埋地供水管道泄漏信号地面特性试验研究

作者：王鹏坤哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

供水管道泄漏一直是城市供水系统面临的一大问题,管道泄漏事故产生的原因多种多样,包括各种自然及人为因素,比如土壤腐蚀、地质沉降、荷载变化等。若不能及时发现并修复,会造成大量的资源浪费,还会对供水水质、水量、水压造成威胁,甚至... 详细信息

供水管道泄漏一直是城市供水系统面临的一大问题,管道泄漏事故产生的原因多种多样,包括各种自然及人为因素,比如土壤腐蚀、地质沉降、荷载变化等。若不能及时发现并修复,会造成大量的资源浪费,还会对供水水质、水量、水压造成威胁,甚至可能危机人身及财产安全。管网的泄漏检测方法多种多样,其中声学检测应用最为普遍。目前基于声信号处理的泄漏检测方法,其主要研究工作多数是建立在从管道上直接采集泄漏信号的基础上,而这种方式在实际的检漏工作中会受到较多局限。论文针对实际工作中的检漏状况,主要研究利用地面采集到的泄漏声信号进行泄漏检测的方法。论文首先依据傅里叶变换理论,探究不同泄漏条件下(如不同压力、传播距离、管材等)泄漏信号的特征及变化规律,发现压力的增大会导致信号功率增大,而对频率范围无影响,且二者呈现较好的线性关系;在一定范围内,信号功率会随传播距离增大呈指数衰减,但频率范围基本恒定;管材的不同不会对泄漏信号产生较大影响;结合相关系数、相干函数原理,对比分析同一条件下的管外泄漏信号和综合泄漏信号,发现在信噪比较高时,二者具有很好的相似性,表明在地面采集到的泄漏信号,其主要产生来源为管外信号源。其次,针对泄漏信号被噪声干扰的问题,采用小波分析理论,对含噪泄漏信号进行去噪处理研究。采用不同的小波函数以及阈值去噪方法,以信噪比及去噪前后信号的相关系数作为评价指标,分别对周期性信号、泄漏信号进行处理,发现小波变换能够有效抑制含噪信号中的噪声部分,提高信号的信噪比。最后,从随机性特征的角度出发,结合自相关函数理论与近似熵理论(ApEn)描述泄漏信号的“可重复性”特征,将泄漏信号与噪声信号区分开来;并选取Lempel-Ziv复杂度(LZC)计算信号复杂度,作为从区分泄漏信号与噪声信号的第二个随机性特征。采用ApEn以及LZC两个特征参数构建BP神经网络,用丰富的数据样本进行BP网络的训练,并使用确知的泄漏信号以及噪声信号进行辨识测试,得到了90%的辨识准确率,证明此方法能够从常见的干扰噪声中辨识出泄漏是否存在。将此泄漏辨识方法应用实际的检漏工作,能够显著提高工作效率,降低检漏成本。

关键词：供水管道泄漏声信号小波分析 BP神经网络

基于独立分量分析的气体管道泄漏信号消噪方法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于独立分量分析的气体管道泄漏信号消噪方法研究