基于音波法的输气管道泄漏检测与定位

为研究输气管道音波法泄漏检测技术的基本原理和应用方法,从而为音波法泄漏检测技术在输气管道上的推广使用提供理论和实践基础,首先根据现场实验工况建立仿真模拟模型,对泄漏音波产生机理进行分析与验证;其次根据仿真模拟结果完成现场实验,并对现场实验数据进行了时频联合分析,包括短时傅里叶变换、小波变换、Hilbert-Huang变换和广义S变换,提取可用于远距离传播的音波信号特征;然后应用可远距离传播的信号特征,对长距离输气管道的泄漏进行检测,取得了较好的效果;最后采用提取的音波特征量进行泄漏定位,定位精度高。研究结果表明,通过信号处理得到泄漏音波信号特征可以用于长距离输气管道泄漏检测。

基于盲源分离技术的泄漏音波信号滤波方法分析

音波法泄漏检测技术用于输气管道泄漏检测具有灵敏度高、实时性强、定位精度高等优点,但是现阶段受困于信号滤波技术,难以在实际工程中推广应用。总结了现阶段主要的时频域滤波方法,重点介绍具有代表性的小波滤波和维纳滤波的滤波原理,利用实验室采集的泄漏音波信号验证了两种滤波方法的实际滤波效果。并且讨论了基于时域和频域滤波方法的不足,分析了针对某些工况,滤波方法不能取得良好滤波方法的原因。在此基础上,引入了近年来发展迅速的盲源分离技术,阐述盲源分离的原理,通过分离构造信号说明了盲源分离技术具有更好的适用性和更好的滤波效果,最后利用实验室采集的泄漏音波信号进行了实际分离,表明盲源分离技术具有实际的应用价值。

输气管道气体流经阀门气动噪声产生机理分析

为区分输气管道泄漏音波与阀门噪声,为输气管道音波法泄漏检测提供理论依据及数据库、控制阀门噪声提供解决办法,从音波产生机理角度采用CFD软件耦合专业声学软件方法对输气管道气体流经阀门产生的气动噪声进行研究,建立气动噪声模型,探究气动噪声产生机理及传播、衰减规律。在CFD(Computational Fluid Dynamics)软件中采用大涡湍流模型对气体流经阀门时的瞬态流场求解分析,获得流场分布如脉动压力、脉动速度数据;将CFD计算所得数据导入专业声学软件进行联合仿真,生成气动噪声源项,包括偶极子声源及四极子声源,建立气动噪声产生传播模型,求解输气管道气体流经阀门的气动噪声。