基于改进VMD和TWSVM的多点泄漏检测方法

针对管道同时发生多点泄漏时,各个泄漏点的声波信号相互叠加,影响泄漏声波传播规律,不能有效检测多点泄漏的问题,提出一种基于改进变分模态分解(variational mode decomposing,VMD)和双支持向量机(twin support vector machine,TWSVM)的多点泄漏检测方法。由于VMD的分解模态个数影响多点泄漏特征提取的效果,采用误差能量函数自适应选取VMD分解本征模态函数个数;将多点泄漏声波信号经改进VMD消噪并进行多点泄漏声波信号特征值提取,组成特征向量;将特征向量作为TWSVM的输入,进行多点泄漏识别。结果表明,所提出的多点泄漏检测方法能有效检测多点泄漏,多点泄漏检测准确率达到98.4%。

气井井下油管多点泄漏定位实验研究

为了探究气井井下油管泄漏地面声波定位方法,在分析油管泄漏声波在环空中传播模式的基础上,提出了井下油管单点及多点泄漏地面声波定位模型;分析了油管泄漏声波特征,并提出了基于自相关分析的油管泄漏声波信号特征时间提取方法;利用自主设计的室内实验系统开展了单点及多点泄漏工况下油管泄漏声波定位实验,提取了各工况下的特征时间,计算环空声速及泄漏点位置,并与真实泄漏位置对比分析。研究结果表明:所提出的模型能够很好的实现油管单点多点泄漏定位,实验中定位误差的绝对值最大为1.54%;利用该方法定位的重点是获取特征时间及环空声速;对环空顶部采集声波信号的自相关分析可以有效提取出定位所需的特征时间。

基于时频分析和改进差分进化的多点泄漏定位方法

当管道同时发生多个泄漏点时,多个泄漏点的声波信号出现混叠,从而影响泄漏声信号的传播和衰减规律。在多点泄漏声波信号混叠的情况下,传统的泄漏定位方法无法对多个泄漏点进行有效定位。为此,提出了一种基于时频分析和改进差分进化的多点泄漏定位方法。由于变分模态分解(variational mode decomposing,VMD)的分解模态个数对特征提取有影响,因此采用能量函数估计分解模态个数,从而对VMD改进。然后采用改进VMD对多点泄漏声波信号进行处理。另外,通过时频分析(time-frequency analysis,TFA)估计多个泄漏点数量,从而得到多点泄漏的定位函数。差分进化(differential evolution,DE)算法易陷入局部最优,在进化后期收敛速度较慢,采用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法提高DE的全局收敛速度,并通过改进的差分进化算法估计多个泄漏点的位置。在管道现场进行多点泄漏的模拟试验,试验结果表明该方法能够准确地估计多点泄漏位置,泄漏定位的最小误差为18 m。

基于故障诊断观测器的管道多点泄漏研究

针对管道同时发生多点泄漏时,难以有效检测的问题,提出一种基于故障诊断观测器的多点泄漏检测方法。首先,基于故障诊断观测器构建残差产生器,通过残差来提取泄漏系数信息。然后,采用干扰解耦技术使观测器对未知扰动有较好的鲁棒性。结合Lyapunov函数和Barbalat引理,证明了故障诊断观测器的稳定性。该方法可以检测和估计出泄漏各点的泄漏系数。通过模拟多点泄漏实验,泄漏点的泄漏系数最大估计误差为1×10-5 m5·s-1,最小估计误差为0.2×10-5 m5·s-1,验证了该方法的可行性及有效性。

基于时差定位法的管道多点泄漏定位研究

管道运输是五大运输方式之一,环境影响和人为破坏等因素会造成管道的泄漏现象,管道发生泄漏会对人民财产安全和环境造成严重危害;目前国内的管道泄漏定位研究多以单点泄漏为主,而真实的管道运行工况中往往会发生多点泄漏现象。提出一种基于时差定位法的管道多点泄漏定位法;以两点泄漏为例,在管道上下游两端分别放置两个传感器,为降低管道运行过程中的噪声干扰,利用互谱结合变分模态分解算法将采集信号分离成多个模态并提出一种基于信息熵和滤波后信号相关系数等多指标结合的模态选取法;将去噪后的信号通过快速独立成分分析(fast independent component anaysis,Fast ICA)算法分离出独立的信号源,再基于相关系数匹配出对应泄漏源产生的声发射信号,最后通过时差定位得出泄漏源位置。在此研究基础上基于实验室管道和设备开展多点泄漏定位试验并取得了可靠的试验结果,为工业实际的多点泄漏定位提供了理论思路和解决方案。

多点泄漏对天然气管道沿线压力的影响研究

为研究不同的多点泄漏工况对管道流动参数的影响,基于流动方程建立数学模型,讨论泄漏后压力下降幅值与泄漏位置、泄漏点数的关系,在室内输气环道采集多点泄漏工况下的压力信号并对理论分析结果进行验证。结果表明:泄漏点的上游和下游压力均减小,越靠近泄漏点压力降越大;2个泄漏点之间压力也下降,越靠近上游泄漏点,压力下降幅度越大;泄漏点距起点越近,泄漏引起的压力降低幅值越大。压力下降的幅值受距离起点最近的泄漏点位置影响最大,且随着泄漏点数的增多而增大。

基于改进CEEMD的管道多点泄漏定位分析

针对管道多点泄漏真实信号提取困难、定位不准确等问题,提出一种基于改进CEEMD的城市管道多点泄漏定位分析新方法。该方法首先通过引用信号局部均值算子和编译带通滤波器改进CEEMD方法的分解效应,并采用改进的CEEMD方法将多点原始泄漏信号分解为包含噪声分量、有效信号分量和冗余分量三种成分的IMF分量,直接提取有效信号分量;然后对互相关峭度验证后的有效信号分量进行小波软阈值去噪,获得观测信号;最后利用Fast ICA算法对观测信号进行盲源分离,获得独立泄漏源信号并进行定位计算。经金属管道多点泄漏模拟试验结果表明:泄漏信号经改进的CEEMD方法处理后,方便了真实泄漏信号的提取,并将定位平均相对误差从8.99%降低至2.53%,证明了本文定位方法的有效性。

基于ICEEMD样本熵分析的管道多点泄漏定位

为解决城市管道多点泄漏定位误差较大的问题,提出一种基于改进的互补集合经验模态分解(ICEEMD)样本熵分析的管道多点泄漏定位方法。首先提出改进的CEEMD算法,利用CEEMD算法对多点泄漏声信号去噪、分解为真实泄漏信号分量和冗余分量,并通过样本熵分析去除冗余分量,获得多点泄漏声信号的有效信号;再利用盲源分离与极大似然估计算法分离观测信号,得到有效泄漏信号;然后利用互相关时延法计算两路信号到达上下游传感器的时差;最后计算得到单个泄漏点的精确定位。结果表明,该方法具有较好的信号分解效果,能提高管道多点泄漏定位的精度。

多点泄漏对电力电缆高阻故障探测影响的分析

针对电力电缆故障查找的难点 ,分析了多点大泄漏电流对电力电缆高阻故障的探测。

多点泄漏对电力电缆高阻故障探测影响的分析

电力电缆故障点的快速、准确定位,对提高供电可靠性和企业经济效益具有重要的现实意义。本文结合实际工作,针对电力电缆故障查找的难点,详细分析了多点大泄满电流对电力电缆高阻故障的探测、定位等方面影响以及探查此类故障的方法和体会。

小波熵与小波方差在中低压输气管两点泄漏信号分析中的应用

中低压输气管道泄漏的动态压力波信号含有大量背景噪声,难以直接提取信号的特征。对信号进行小波变换,提取不同尺度信号的小波熵与小波方差特征,并对特征的适用性及敏感性进行分析。结果表明,管道存在多个泄漏点的情况时,小波熵与小波方差均具有反映信号泄漏瞬间突变信息的能力。随着泄漏阀门开度的增大和管道压力的增加,小波熵与小波方差的幅值均增大。小波方差的幅值与分解尺度有关,小波熵的幅值不受分解尺度的影响,具有更高的普适性。

输油管道多点泄漏地表温度场数值模拟

以多点泄漏埋地输油管道为研究对象,建立土壤多孔介质中油水两相流动传热耦合模型,基于相似理论对管道泄漏计算区域进行缩放。利用CFD软件Fluent6.3模拟埋地输油管道多点泄漏情况下地表温度场的特征以及多个泄漏点之间的相互影响,结果表明:满足一定条件的对流现象A、B具有传热和流动的相似性;泄漏点轴向距离为3m时,泄漏介质之间的相互影响较大,地表温度场的泄漏区域呈不规则椭圆形;多点泄漏情况下地表温度场分布明显,在模拟条件下3h内地表温差达到10K。

基于声波法燃气管道单双点泄漏安全检测研究

为提前对燃气管道多点泄漏进行防范,本文基于燃气管道安全运行的重要性,搭建燃气管道泄漏实验平台,建立孔径大小相等的双泄漏孔燃气管道,研究燃气管道单、双点泄漏的声源特性及传播规律。结果表明:单、双点泄漏都会随着压力增大而逐渐增大;单点泄漏时域振幅普遍比双点泄漏时振幅小;声波幅值随着压力的增加而增加,当压力和孔间距一定时,管道中声波信号幅值随着距离增加而逐渐减小,最后趋于平稳,并且靠近泄漏点的声波信号均大于未泄漏处的声波信号。本文研究燃气管道单、双点泄漏,有利于对城镇燃气管道进行实时监测,为燃气管道安全检测提供理论基础。

基于记忆模拟退火与粒子群的多点小孔泄漏信号盲分离方法

为了减少环境噪声及其多点泄漏信号的相互影响,提高管道泄漏定位精度,提出一种盲源分离算法,即基于记忆模拟退火与粒子群(Memory Simulated Annealing and Particle Swarm Optimization,MSAPSO)的盲源分离算法。将嵌入记忆器的模拟退火算法与粒子群算法引入盲源分离算法中,结合概率突跳性在解空间中随机寻找极大似然目标函数,通过循环迭代得出全局最优,改善迂回搜索方式,提高收敛速度与分离精度。并将MSAPSO盲源分离算法应用于城市压力管道多点小孔泄漏定位实验,结果表明:改进的MSAPSO盲源分离算法,将管道多点泄漏定位平均误差从7.7%降到3.3%。

气体泄漏源定位侦检系统设计与实现

随着经济发展和社会进步,气态危化品的使用需求越来越大,随之而来的泄漏事故不断增多,给人民群众的生命财产带来了重大威胁。在此类事故的救援处置中,及时准确的泄漏源定位是顺利实施救援行动的前提条件。文章设计了一种基于多点组网技术的泄漏源定位系统。硬件方面,对侦检节点的硬件系统进行了选材和总体设计;在软件方面,结合消防实战,使用visual studio对软件做了基本设计,在泄漏源定位功能的基础上添加了实战功能,例如危化品事故辅助决策信息查询、扩散态势模拟、侦检路线规划等。