阀门内漏声发射检测传感器布局的试验研究

为研究传感器布局对阀门内漏声发射检测效果的影响,搭建了阀门内漏声发射检测试验平台。将三只相同参数的声发射传感器分别安装在阀门上游、本体和下游,并在不同的泄漏率工况下同时采集泄漏声发射信号。采用小波包分解重构、提取信号平均能量均方根(RMS)和线性拟合等方法,对采集信号进行特征提取分析。提取结果表明,三个位置传感器输出信号幅值随泄漏率的变化均接近线性关系。其中:安装在阀门下游处的声发射传感器输出信号能量更加集中,且幅值随泄漏率变化的线性度最好;安装在阀门上游处的声发射传感器输出信号幅值随泄漏率变化的线性度最差。在已有研究基础上,通过试验对比阀门上游、本体和下游传感器所测数据。试验结果表明,将传感器安装在下游靠近阀门处,可有效提高阀门内漏率声发射检测精度,并为预估阀门剩余寿命提供依据。

原油储罐泄漏检测技术研究

原油储罐在复杂的内外部环境中最容易出现的失效形式是底板穿孔从而导致原油泄漏。文章介绍了声发射方法和漏磁扫描方法应用于储罐底板的泄漏检测。两种方法都可以评估与定位底部材料的损伤及底板材料的微泄漏。文章介绍了原油储罐泄漏检测原理,分析了现场检测过程,对同一具原油储罐进行声发射和漏磁扫描检测后,对两种方法的检测结果进行分析与经济性对比,进而给出该储罐的完整性评估,并提出储罐的检修意见。

基于声发射技术的长距离天然气管道泄漏点定位方法

为了准确定位泄漏点位置,及时消除安全隐患,提出基于声发射技术的长距离天然气管道泄漏点定位方法。通过声发射技术采集天然气管道泄漏信号,提取泄漏声发射信号的时域特征,根据天然气管道泄漏信号时域幅值变化,判断管道泄漏情况,利用自适应时延估计定位法确定天然气管道泄漏点,通过自适应滤波器最小均方差调节含有噪声的泄漏信号,当自适应滤波器参数达到稳定状态后,泄漏信号传递到传感器的误差越小,得到更准确时延估计值,增加定位该管道泄漏点的准确度。实验结果表明:所提方法能够准确地定位到长距离天然气管道泄漏点所在位置,传感器间距离越小,定位精度越高。

基于一维卷积神经网络的天然气管道泄漏检测模型

针对传统声发射天然气管道手动特征提取困难,以及由于不同管道压力和噪声等条件导致的多种泄漏类型难以处理的问题,提出了一种基于一维卷积的泄漏检测模型。该模型使用原始声发射信号直接作为神经网络输入,在卷积层通过使用较多的卷积核和小卷积尺寸,捕获信号中细微的变化特征;并使用全局平均池化层代替全连接层,降低模型参数,增强网络的泛化能力。实验结果表明,该方法在公开数据集GPLA-12上的24个泄漏类别的准确率达到94.64%,相较于传统检测方法,具有较好的准确性和泛化性。

BP神经网络改进及其在无损检测中的应用综述

近年来,BP神经网络在结构损伤检测、超声检测、漏磁检测和声发射检测中的应用越来越受到关注。BP神经网络是解决各个领域复杂问题的有力工具。文章介绍其基本原理和算法改进方面的研究进展,并综述BP神经网在各个无损领域的应用情况。最后,展望BP神经网络在结构损伤检测、超声检测、漏磁检测和声发射检测方面的未来发展方向。

声发射技术在管道泄漏检测中的应用

传统的管道泄漏检测法如负压波诊断法要求有很强的实时性,常因不能及时捕捉到泄漏信号而造成诊断失败,而声发射检测技术作为一种成熟的无损检测方法,可根据泄漏时流体与泄漏孔隙产生的声发射信号判断泄漏,实现对泄漏信号的连续捕捉,在检测原理上有很大的优势。利用声发射技术对管道泄漏检测进行了试验研究,通过对声发射信号进行时频域分析,实现了对泄漏信号的有效识别。试验结果表明,泄漏发生时的声发射能量主要集中在140-160 kHz,随着泄漏距离的增加,在200 kHz处的声发射能量将产生较大的衰减,从而验证了应用声发射技术进行管道泄漏检测的可行性。

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。

基于小波包和HHT变换的声发射信号分析方法

针对声发射管道泄漏检测过程中的噪声干扰问题,对基于小波包和经验模态分解(EMD)的声发射信号处理方法进行了研究。采用小波包分解算法和经验模态分解都可以对管道泄漏声发射信号进行分解,但分解结果却存在一定区别。EMD是近年来非平稳信号分析领域的一个突破,对管道泄漏声发射信号进行EMD分解后,选择包含声发射特征的若干固有模式函数(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。相对小波包分解方法而言,对根据IMF分量重构的声发射信号进行相关分析计算,得到的管道泄漏点的位置更为精确。

基于声发射与小波包理论的压力管道泄漏检测

采用声发射技术与小波包理论相结合的方法对管道泄漏点实现了精确定位.首先,对2个声发射传感器采集的数据信号运用小波包分解并重构得到不同频段数据.然后,对2个传感器分解信号的同一频段做互相关分析,比较并选取相关系数最大值对应的时间代入定位公式就得到了泄漏点的位置.通过数字仿真对比表明,该方法优于直接相关定位法,具有较强的抗噪声能力,提高了信噪比.实际测试结果表明,该方法具有高于94%的定位精度,可以用于实验压力管道泄漏的检测与在线监测中.

液体载荷对声发射波传播特性的影响分析

固体结构在承受液体载荷作用时,声发射波的模态、频散特性和传播特性等均会受到一定的影响。本文对液体载荷作用下,声发射波在固体结构中的传播和衰减特性进行了理论分析和实验研究,并对几种不同模态的声发射波在液体管道中的传播和衰减特性进行了实验测量。研究表明:在对非液体载荷作用下的结构缺陷进行定位计算时,可采用固体中传播的纵波波速作为计算依据;而对于承受液体载荷的结构,则应采用液体中传播的纵波波速进行计算缺陷的位置。

基于声发射的管路阀门内漏检测技术研究综述

阀门泄漏尤其是内漏是影响管路阀门系统正常运行的一个重要因素。在分析阀门内漏的声发射检测工作原理的基础上,从理论研究、数值模拟、实验研究、信号处理及分析和工业产品等方面对国内外阀门内漏声发射检测技术的研究现状及进展进行综述。研究发现,目前还存在单一检测手段缺少有效性、阀门内漏机理研究不够、智能决策和辅助不足等问题,因此下一步应综合采用多种泄漏检测手段,并深入了解阀门内漏的水动力学和声学机理,利用先进信号处理手段研制智能化、简单易读的检测仪器。这对于管路阀门内漏检测技术的发展、阀门故障的预先维修具有重要的参考意义。

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。

声发射检测技术在管道泄漏信号识别中的应用

对基于声发射技术的管道泄漏检测这一新方法进行了实验研究。从声发射技术的基本理论入手,分析了声发射技术的特点及检测原理,掌握了声发射信号的分析处理方法及源定位技术,然后进一步将声发射检测技术应用于输油管道的泄漏检测,建立了管道泄漏声发射检测模型,并建立了两种泄漏定位模型。对整个检测系统进行了设计,并进行了管道泄漏声发射实验,对管道泄漏声发射信号的特征进行了分析和提取,为进一步的实验研究及现场应用打下基础。

基于声发射技术的锅炉“四管”泄漏检测系统

针对火力发电厂中锅炉“四管”泄漏时产生的广义声发射现象,对空间声场分布和声发射信号进行了分析研究。通过采集这种声发射信号并分析处理,建立了检测锅炉“四管”泄漏的检测系统。介绍了检测系统的软、硬件部分组成,并指出其中的关键问题和一般的解决方法。分析结果表明:该系统可以提高泄漏信号的识别率。

天然气管道阀门内漏声发射信号特征研究

通过理论分析的方法建立阀门内漏过程中气体体积泄漏率与声发射信号特征参数均方根(AERES)函数关系,利用研制的实验平台进行了阀门气体内漏检测实验,利用小波包变换方法分别对球阀和截止阀内漏过程产生的声发射信号进行频谱特性分析研究,实验结果表明,经过3层小波包分解后的信号能量主要集中在12.5～75kHz。且声发射信号特征参数均方根(AERES)能有效反映气体体积泄漏率,因此可以利用声发射技术检测阀门是否内漏并估算其泄漏率。

天然气管道阀门内漏声发射检测系统设计及试验研究

针对天然气管道阀门运行过程中承受较高压力易发生内漏且内漏不易被发现的问题,设计了基于声发射理论的阀门内漏检测系统,并在基于LabVIEW图形化编程语言基础上开发相应的检测分析软件。应用该检测系统对某内漏阀门进行室内检测试验研究。试验结果表明:4层小波分解后的声发射信号时域A4,D4,D1频带均方根值,频域A4,D4峰值与阀门内漏程度有良好的相关性,该系统可以有效地对运行过程中天然气管道阀门内漏程度进行无损检测与识别。

基于声发射的舰船管路阀门内漏检测技术研究

阀门泄漏尤其是内漏是影响舰船管路系统正常运行的重要因素。在对国内外阀门泄漏声发射检测的研究现状及进展进行综述的基础上,分析了阀门泄漏声发射检测的工作机理;在实验室条件下,设计并搭建了阀门泄漏模拟系统以及阀门泄漏声发射检测装置,研究了不同工况下阀门内漏声发射信号特征参数的变化规律。实验结果表明:声发射信号可以较好地反映阀门泄漏故障状态,这对下一步舰船管路阀门的泄漏监测具有借鉴意义。

气体管道中阀门内漏声发射信号特性研究

针对石化企业气体阀门内漏在线诊断问题,设计并建立气体截止阀内漏检测实验装置,根据声发射技术理论与实验相结合研究截止阀内漏特性,对比不同压差下信号参数分布规律。结果表明,阀门泄漏率与信号振幅和平均信号电平ASL均呈指数分布,与能量和均方根AERMS呈对数分布,并拟合了泄漏率与AERMS的函数关系式。因此,可以综合各对应关系对阀门是否泄漏进行检测,并利用泄漏率与AERMS的函数关系式定量估算阀门泄漏率。

基于声发射检测的阀门内漏率定量诊断技术

分析了阀门内漏过程中流体流动状态,以及声源产生机理,根据动态流体源的发声特性,理论推导出阀门泄漏率与声发射信号均方根值RMS(Root-Mean-Square)、流体参数以及阀门参数之间的关系式;并通过在阀门泄漏故障模拟实验台上进行实验研究,给出了阀门泄漏率的经验公式。

基于多通道声发射检测系统的管道气体泄漏位置定位方法研究

为了自主开发基于声发射检测原理的管道气体泄漏位置定位系统,研制了基于四通道声发射检测系统的管道气体泄漏模拟实验装置;在测定声波沿管壁传播速度基础上开展了管道气体泄漏检测实验,通过改变声发射传感器与泄漏孔的在管道壁面的相对位置来模拟泄漏孔位置的变化;采用小波去噪和滑动平均滤波方法对所采集的泄漏信号进行了处理,利用互相关算法求取了各传感器之间的延迟时间,进而基于时间差提出了泄漏孔的定位算法;实验结果表明模拟管道上泄漏孔的定位结果相对误差低于4.0%,该系统对泄漏位置的定位精度满足行业标准和国家标准的要求;通过优化设计声发射信号的采样频率、管道材质、管道壁厚和传感器端面面积等能够进一步提高定位的准确度。