【摘要】：隨著近年來儀器儀表技術(shù)、現(xiàn)代信號處理技術(shù)以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,基于信號的管道泄漏檢測系統(tǒng)也逐漸普及。由于次聲波頻率低,波長長、衰減慢、在氣體和液體中均可以傳播等特點,基于次聲波信號的管道泄漏檢測方法已經(jīng)成為最精確的方法之一。通過研究管道泄漏聲波信號的傳播原理,建立了管道泄漏報警模型和漏點定位模型。采用去均值法對獲取的管道正常運行工況和泄漏工況的聲波信號進行預處理,進而分析兩種工況下,管道內(nèi)聲波時域、頻域、時頻域的信號特征。通過仿真實驗對比分析發(fā)現(xiàn),互相關(guān)法在抗噪聲干擾能力和時延估計的精確性都要高于自適應(yīng)最小均方誤差時延估計方法;通過分析現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù),與小波分析,小波去噪進行對比,小波包分析可以更加精準的提取次聲頻段信號。在國內(nèi)某長輸管道上現(xiàn)場進行實驗,對比兩種時延估計方法分別與小波變換理論相結(jié)合的方法。實驗結(jié)果最終表明采用小波包分析的特征提取加上互相關(guān)分析的時延估計方法,可以很好的提高漏點定位精度。通過分析定位精度影響因素,流體流速的誤差對最終漏點定位精度有著很大影響。最后基于美國國家儀器(NI)公司研制開發(fā)的Lab VIEW程序開發(fā)環(huán)境,開發(fā)了“管道泄漏檢測系統(tǒng)”主要部分。該系統(tǒng)具有實用性廣、操作方便、定位精度高等特點,同時該系統(tǒng)也能適用于其它油氣管道泄漏檢測與定位。
[Abstract]:With the development of instrument technology, modern signal processing technology and computer technology, pipeline leak detection system based on signal is becoming more and more popular in recent years. Because infrasonic wave has the characteristics of low frequency, long wavelength, slow attenuation, and can be propagated in both gas and liquid, the pipeline leakage detection method based on infrasound signal has become one of the most accurate methods. By studying the principle of acoustic signal propagation in pipeline leakage, the leakage alarm model and leak location model are established. The signal characteristics of acoustic wave in time domain, frequency domain and time frequency domain are analyzed by means of de-mean method to pre-process the acoustic signals obtained under normal operation condition and leakage condition. The simulation results show that the accuracy of the cross-correlation method is higher than that of the adaptive minimum mean square error (MMSE) method in the estimation of noise interference and time delay. Compared with wavelet analysis and wavelet denoising, wavelet packet analysis can extract infrasound frequency signal more accurately. In this paper, two methods of time delay estimation are compared with wavelet transform theory. The experimental results show that the time delay estimation method based on wavelet packet analysis and cross-correlation analysis can improve the accuracy of leak location. By analyzing the influence factors of positioning accuracy, the error of fluid velocity has a great influence on the location accuracy of the final leak point. Finally, based on the Lab VIEW program development environment developed by National instrument (NI) Company, the main part of pipeline leak detection system is developed. The system has the advantages of wide practicability, convenient operation and high positioning accuracy. At the same time, the system can also be applied to other oil and gas pipeline leakage detection and location.
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE973.6

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本文編號：2424092