基于气体浓度的输气管道泄漏检测专利现状

随着工业化的快速发展,管道输送已经成为气体最常见的输送方式之一,其具有输送高效、成本低、经济环保、实用性强等优势。然而,采用管道进行气体输送面临的最大问题,就是输气管道的泄漏。输气管道的泄漏造成的直接后果不仅是经济上的损失,输送气体若为有毒有害易燃易爆类型,当气体浓度达到爆炸极限,遇点火源将发生大规模连环爆炸,对公众的生命安全以及周围环境将造成严重威胁。

基于光纤温度传感技术的压力管道泄漏检测

为了测试在管道内临时引入光缆进行泄漏检测的可行性,在管道泄漏检测中使用分布式温度传感技术,且光纤光缆被永久安装在管道的外护套或内护套上。文章在实验室中进行了检测和定位实验,在不同的测量条件下进行测量,包括泄漏的数量和光纤电缆的位置。实验表明,在适当选择测量分辨率、温度梯度和测量时间的情况下,该方法能够准确地检测泄漏。在实际系统应用中,管道系统在较长的距离内的温度梯度以及电缆在实际管道系统中的放置可能会带来挑战。研究结果对光纤温度传感器检测管道泄漏的可行性研究中提供了理论与技术支持。

基于神经网络的管道泄漏检测专利现状

随着工业化的快速发展,管道运输已成为石油、天然气等进行长距离输送的常见运输方式。而管道会随着时间的推移发生泄漏,其原因可能是管道自身老化,也可能是由于外力的作用和影响。而管道的泄漏不仅会带来经济上的损失,还会对周围环境以及生态平衡造成严重的破坏或影响,甚至威胁到公众的生命安全。

EMD信号分析方法的声发射管道泄漏检测研究

针对管道泄漏声发射检测信号的非平稳特征,提出了基于经验模态分解(EMD)的信号分析方法。该信号分析方法将管道泄漏产生的声发射信号通过EMD分解为多个平稳的固有模态函数(IMF)之和,选择包含声发射特征的若干IMF分量进行重构,可以提取到管道泄漏声发射信号的本质特征,消除噪声信号的干扰。通过对重构后的信号进行互相关分析计算,使基于声发射方法的管道泄漏检测的定位精度得到较大提高,验证了Hilbert-Huang变换是表征声发射信号的非平稳特征及信号参数提取的有效工具。

基于分布式光纤传感的水下输气管道泄漏检测与定位分析

介绍了一种基于Sagnac/Mach-Zehnder混合干涉仪原理的分布式光纤传感水下输气管道泄漏检测及定位系统。在强干扰微小泄漏情况下,通过分布式光纤传感器获取由管道泄漏引起的光干涉信号,采用小波包方法对信号进行多层分解,提取小波包能量特征,用欧式距离法对管道泄漏与否进行聚类分析;对泄漏系统利用零点频率进行精确定位,并将基于零点频率的传统检测定位、经小波去噪和最小二乘曲线拟合处理后的检测定位及本文提出的检测定位三种方法进行对比分析,统计了系统虚警率(FAR)。实验结果表明,该系统能准确识别管道泄漏,本文提出的泄漏检测定位法虚警率最低,与经小波去噪和最小二乘曲线拟合处理后的检测定位法相比,虚警率降低了6.6%,提高了系统泄漏检测定位的可靠性。

小波信息熵在输水管道泄漏检测技术中的应用

应用美国物理声学公司(PAC)WSα压电陶瓷(PZT)传感器对PE水管管道泄漏振动信号进行了实验,测试了不同孔径、不同的水压下的管壁泄漏振动信号,并测试了环境振动对管壁引起的扰动特性,通过数据分析获得了泄漏信号的标准差,近似熵(AE),小波信息熵(WIE)以及信号的功率谱等测试结果,最终得到干扰信号与泄漏信号在近似熵的表征下两者无法明显区别,在使用小波信息熵的表征下,分离度显著提升,泄漏信号相比于跺脚信号具有更高的小波信息熵等一系列结论。

基于EMD的声发射管道泄漏检测研究

针对管道泄漏声发射检测信号的非平稳特征,该文提出了基于经验模态分解(EMD)的声发射信号分析方法。该信号分析法将管道泄漏产生的复杂声发射信号分解成有限个固有模态信号(IMF),使Hilbert-Huang变换(HHT)的瞬时频率具有了实际物理意义,提高了管道泄漏检测的定位精度。结果表明,HHT法能准确描述声发射波形信号的非线性、非平稳时变特征,是声发射信号时频分析的有效工具。

基于光纤传感及小波分析的管道泄漏检测与定位技术

利用一条高双折射单模光纤和一根普通单模光纤构成分布式光纤传感器,通过检测管道沿途发生的泄漏信息,可以实时地监测管道沿途发生的泄漏情况;用在时频域中具有表征信号局部特征能力的小波分析的方法确定光纤两端两个测试信号的时延,进而即可确定泄漏点的位置。文中阐述了其测试原理和泄漏点定位方法,理论分析和仿真试验结果表明,该方法可以有效提高管道泄漏测试的灵敏度和定位精度,非常适用于管道小泄漏点的检测。

分布式光纤管道泄漏检测实验平台设计与搭建

针对常见输送管道泄漏事故,设计了基于分布式光纤技术检测管道泄漏的实验平台,阐述了实验平台功能、平台构建、数据采集处理、监控系统设计以及泄漏检测软件开发等。通过开展模拟长输管道泄漏实验,让学生了解光纤泄漏检测系统的基本构成,掌握分布式光纤泄漏检测与定位基本原理,掌握光纤泄漏检测系统操作使用方法和泄漏事故发生后的处置方法,提高了学生的工程实践能力。

混合干涉型分布式光纤天然气管道泄漏检测及定位方法研究

介绍了一种基于马赫-曾德尔和萨格纳克混合干涉仪原理的分布式光纤天然气管道泄漏检测系统.阐述了检测系统的检测原理及泄漏定位方法,在泄漏点距法拉第旋转镜为6 032m处进行了气体管道泄漏检测实验并重复做了20次试验,测试了传感光纤与泄漏点不同夹角对检测系统性能的影响.实验结果表明,该系统可以检测出管道内气体压力为0.3MPa、泄漏孔径为2.5mm的微小泄漏信号并进行定位,平均相对定位误差为1.29%.在40mm的管道外径下,传感光纤与泄漏点夹角在0～180°范围内,检测系统均能检测出泄漏信号并进行定位.

改进的PSO-VMD算法及其在管道泄漏检测中的应用

针对变分模态分解(VMD:Variational Mode Decomposition)算法分解后有效模态分量选择困难以及去噪效果不理想等问题,将粒子群(PSO:Particle Swarm Optimization)与VMD算法结合,提出一种基于混沌和Sigmoid函数改进PSO的优化算法。利用改进的PSO算法优化VMD的分解模态数k和惩罚因子α,进行模态分解,然后计算各模态分量概率密度函数与信号概率密度函数之间的欧氏距离(ED:Euclidean Distance),选取有效模态分量重构信号。实验结果表明,该算法与VMD-CORR(Variational Mode Decomposition-Correlation Coeffificient)算法和EMD-ED(Empirical Mode Decomposition-Euclidean Distance)算法相比,仿真信号和实际管道泄漏信号都得到了较好的去噪效果,并验证了其在管道泄漏检测中的有效性。

管道泄漏检测实验平台设计与开发

针对常见的石油管道泄漏事故,设计开发了基于负压波识别方法的管道泄漏检测实验平台,介绍了实验平台功能需求分析、硬件平台构建、数据监测与控制系统设计、泄漏检测软件开发。通过该实验,学生能够了解简单的石油储运设备、输油作业调控流程,掌握压力数据的采集、存储过程,掌握特征提取和泄漏模式识别方法,加深了学生对管道泄漏检测技术在工程应用中的认识和理解。

基于功率谱比对的液氯输送管道泄漏检测方法

针对液氯输送管道泄漏检测难以获取泄漏信号样本用于特征提取和诊断建模的难题,提出了一种基于功率谱比对的无泄漏信号样本管道泄漏检测方法。鉴于相同类型传感器应用于不同介质时表现出相似的输出信号特性,通过分析、比较现有的气体管道泄漏信号和正常信号的频域特征,提出了基于双移动窗和功率谱比对的频域特征提取方法。以液氮模拟输送管道正常信号为目标类数据,在无泄漏信号样本条件下建立了基于SVDD的面向液氯输送管道泄漏检测的诊断模型,实现泄漏的可靠检测。现场模拟检验结果表明:该方法能够有效实现液氯输送管道泄漏检测。

基于稀疏轻量卷积神经网络的管道泄漏检测

针对传统供水管网泄漏检测问题,本文提出了一种基于稀疏轻量卷积神经网络的管道泄漏检测算法。首先通过声音传感器采集管道泄漏的声音信号,经过立体声转换、重采样、长度对齐等预处理操作后,将其转换成梅尔频谱图。然后,构建一种稀疏轻量化的卷积神经网络模型来对梅尔频谱图进行特征抽取和泄漏检测。针对声音特征图的稀疏和时延性质,本文采用Inception网络结构来进行提高模型的特征抽取能力。此外,因为该模型需要被部署到边缘侧,因此设计了一种基于SqueezeNet的轻量化卷积神经网络模型来减少模型的参数,降低模型复杂度。实验结果表明,提出的管道泄漏检测算法在保证复杂度较低的同时具有较高的识别准确率。

基于负压波-流量法的管道泄漏检测试验系统(英文)

构建了一套基于负压波和流量的管道泄漏检测试验系统.该系统利用研华PCI-1710 HG数据采集卡实时采集管道的压力和流量数据,利用小波变换去除混杂在压力和流量数据中的噪声信号,采用连续小波变换检测压力和流量数据的奇异点从而实现泄漏的检测与定位.监测系统的软件部分采用NI公司的图形化编程语言LabVIEW开发.该系统能及时检测管道泄漏并进行定位.

基于PSO-FCM的长输管道泄漏检测方法

为了提高长输管道泄漏检测的准确率,将改进模糊C均值算法应用于长输管道泄漏检测研究。在传统模糊C均值算法的基础上引入粒子群算法,对其寻找聚类中心的迭代过程进行优化,用粒子群算法替代模糊C均值的梯度下降法,以提高模糊C均值算法的聚类效率和准确率。然后分别用所得的基于粒子群优化的模糊C均值聚类模型、传统模糊C均值聚类模型以及3层BP(Back Propagation)神经网络分类模型对同一组管道泄漏检测实验数据进行处理。对比实验结果证明,基于粒子群优化的模糊C均值算法其性能优于传统的模糊C均值算法和3层BP神经网络,将其模型应用于长输管道泄漏检测的方案可行。

管道泄漏检测优化算法的研究与仿真

研究管道泄漏优化检测问题,提高检测准确率。由于管内压力噪声干扰,使得采集的检测压力数据不准确。传统泄露检测算法是根据管内压力形成的负压波进行泄露检测。在管道检测的同时进行起泵、停泵等基本的工况操作时,管道内的噪声会影响压力变化,造成误报警的问题。为解决上述问题,提出一种Kalman滤波器的管道泄漏检测算法,引入未知输入项后经过Kalman滤波器来控制检测模型的变化,排除了工况操作和压力产生噪声等的干扰。实验证明,改进方法克服了误报警问题,能准确预测管道的泄漏,为管道检测提供了可靠的方法。

自混合干涉的振动位移重构算法及其在管道泄漏检测中的应用

阐述了自混合干涉的研究进展和管道泄漏检测中存在的问题,提出把相位解卷算法应用于自混合干涉的振动位移重构算法中,并把改进后的自混合干涉应用在管道泄漏检测中,建立了自混合干涉测量管道泄漏的实验系统。实验结果表明:自混合干涉振动测量系统与激光测振仪有相同的测量精度,模拟管道泄漏定位误差小于6%。

基于自适应最优核时频分析的管道泄漏检测应用研究

针对泄漏声信号的特征,利用自适应最优核时频分析算法,通过短时模糊函数和随时间变化的自适应最优核,实现管道内声信号的时频处理和对管道发生小泄漏时的声信号进行准确判断,对泄漏时间的判断精度有很大提高。

基于单片机的管道泄漏检测报警系统的设计与实现

本设计的管道泄漏检测和报警系统以AT89C51单片机为控制核心,采用压力传感器YYYL100实现对管道内的压力的检测,使用MQ-2可燃气体检测传感器检测管道外部的可燃气体浓度,并具有LCD1602液晶显示电路可以显示当前的管道压力值和可燃气体浓度值。同时用户可以通过按键设管道的压力报警和和可燃气体浓度报警值,当检测值超过报警值得时候通过蜂鸣器和LED指示灯进行声光报警。