【摘要】：管道泄漏檢測技術(shù)是一門涉及多學(xué)科和多領(lǐng)域的技術(shù),其檢測方式多樣,大都以檢測物理量、化學(xué)量為基礎(chǔ)進(jìn)行。本文根據(jù)輸鹵管道泄漏與傳統(tǒng)石油管道、天然氣管道和供水管道的泄漏在傳輸介質(zhì)以及管道物理性質(zhì)上的不同,針對輸鹵管道中常見的長直自由支撐管道、大泄漏量、單點(diǎn)泄漏問題進(jìn)行研究。確立了以負(fù)壓波法為基礎(chǔ)的泄漏檢測方法,并對相關(guān)方法進(jìn)行分析與改進(jìn)。設(shè)計(jì)并搭建輸鹵管道泄漏檢測系統(tǒng),建立相應(yīng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)概述國內(nèi)外管道泄漏檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,依據(jù)人工干預(yù)程度對管道泄漏檢測技術(shù)的相關(guān)方法進(jìn)行分類,參考相關(guān)文獻(xiàn)總結(jié)管道泄漏檢測系統(tǒng)的性能評價(jià)指標(biāo)。對不同管道泄漏檢測技術(shù)進(jìn)行對比分析,得出使用負(fù)壓波法的思路。(2)對管道內(nèi)瞬變流動(dòng)進(jìn)行相關(guān)分析,簡述負(fù)壓波法的基本原理,并對不同管道架設(shè)條件下的負(fù)壓波傳播速度進(jìn)行推導(dǎo)和說明。對消噪方法進(jìn)行比較與分析,得出本文主要使用的小波消噪法,并給出相關(guān)基礎(chǔ)理論。(3)使用MATLAB軟件平臺(tái)對泄漏時(shí)管內(nèi)瞬變流動(dòng)進(jìn)行仿真,得到泄漏后管道沿線壓頭變化曲線。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn),對仿真負(fù)壓波信號(hào)的特點(diǎn)進(jìn)行分析,并在MATLAB信號(hào)庫中選取具有相應(yīng)特點(diǎn)的信號(hào)作為原始信號(hào)。對比不同信噪比下的消噪效果,得出效果較好的小波基與閾值選取原則的組合。最后,對模式識(shí)別方法進(jìn)行改進(jìn)與仿真分析,并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模式識(shí)別方法的有效性。(4)在消噪算法中使用改進(jìn)閾值函數(shù),解決軟閾函數(shù)與硬閾值函數(shù)的矛盾。在負(fù)壓波波速計(jì)算中,根據(jù)鹵水粘度小和管內(nèi)流動(dòng)性較好的特性,對波速計(jì)算公式進(jìn)行簡化。在計(jì)算泄漏時(shí)間差中,使用雙點(diǎn)讀取計(jì)算時(shí)間差,減小隨機(jī)誤差的影響。使用區(qū)間二分法以及Romberg算法,縮短泄漏點(diǎn)計(jì)算時(shí)長。(5)結(jié)合課題要求及相關(guān)仿真結(jié)果,以STM32開發(fā)板及上位機(jī)為硬件基礎(chǔ),以MATLAB和C++Builder為軟件平臺(tái),設(shè)計(jì)并建立了一套輸鹵管道泄漏檢測系統(tǒng)。在搭建相應(yīng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,通過多組實(shí)驗(yàn)方案對比分析,從可靠性、靈敏度、準(zhǔn)確性以及魯棒性對本文的輸鹵管道泄漏檢測系統(tǒng)進(jìn)行分析評價(jià),驗(yàn)證了系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中的可行性。
【圖文】：

我國目前管道泄漏檢測技術(shù)相關(guān)的研究主要集中于石油管道、天然管道和城市供水管道中，對輸鹵管道的泄漏檢測技術(shù)研究則相對欠缺。研究種誤報(bào)率低、響應(yīng)速度快、定位精度高、成本低廉的鹵水管道泄漏檢測系統(tǒng)于保障輸鹵管道正常生產(chǎn)、減少泄漏損失、保護(hù)環(huán)境等具有非常重要的意義。1.2 泄漏檢測方法目前國內(nèi)外管道泄漏檢測方法眾多，分類方式也有所區(qū)別，主要的分類準(zhǔn)有檢測媒介、檢測手段、檢測對象和軟硬件檢測等。由于泄漏檢測技術(shù)涉學(xué)科較多、分類方式復(fù)雜，，本文從基本原理和測量物理量考慮，根據(jù)人工干程度進(jìn)行種類劃分和評價(jià)。1.2.1 泄漏檢測方法分類根據(jù)人工的干預(yù)程度對泄漏檢測方法進(jìn)行劃分，主要分為人工檢測、半自檢測和全自動(dòng)檢測這三類，如圖 1-1 所示。

這些水擊波為零或者非零播到管道系統(tǒng)的某個(gè)位置，而圖（在坐標(biāo)所示的時(shí)間和位置結(jié)合構(gòu)成表示新的狀態(tài)與原狀態(tài)相同。征線決定了波峰的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，同時(shí)此，特征線只能沿波峰的軌跡求解組描述，具體表示如下[54]10mdxVdtCdQ dH fQ Q dtgαααω+ = + + + = 10mdxVdtCdQ dH fQ Q dtgαααω = + = 稱為前向特征方程，記為C ；方程
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TS312;TQ055.81

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本文編號(hào)：2631845