【摘要】：管道在石油和天然氣的運(yùn)輸中扮演著重要角色,保障油氣的安全運(yùn)輸是必不可少的措施。然而實際中由于自然災(zāi)害和人為破壞的原因,導(dǎo)致管道時有泄漏發(fā)生,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失,因此針對管道泄漏檢測與泄漏點定位方法研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文研究了基于負(fù)壓波和超低頻電磁波實現(xiàn)管道實時泄漏檢測和精確定位的方法,利用負(fù)壓波檢測實時檢測管道運(yùn)行狀況,如發(fā)生管道泄漏則及時報警以及粗略給出泄漏位置,然后采用超低頻電磁波實現(xiàn)管道泄漏精確定位。這種方法可以解決原始信號球檢測費(fèi)時費(fèi)工、定位困難的問題。本文主要做了以下幾個方面的研究工作。首先分析了減壓波在管道內(nèi)部形成的原因,建立了減壓波在管道內(nèi)部的傳播模型,分析了影響原油傳播波速的幾個因素。接著根據(jù)超低頻電磁波的傳播特性確定了管道示蹤定位方法。之后建立了超低頻電磁波的磁場分布模型,根據(jù)超低頻電磁波在空間中的分布特點,確定跟蹤定位方案,進(jìn)行了仿真分析。之后介紹了磁場測量的常用方法并進(jìn)行橫向比,選擇電磁感應(yīng)法作為磁場檢測手段。在完成理論分析后給出了管道泄漏檢測定位系統(tǒng)方案,分析了小波變換在壓力信號降噪和信號奇異點提取的原理和優(yōu)點。接著分別對基于負(fù)壓波泄漏檢測系統(tǒng)和超低頻電磁波檢測系統(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件設(shè)計。對于負(fù)壓波檢測系統(tǒng),設(shè)計了基于STM32F]03ZET6的硬件和軟件系統(tǒng),結(jié)合信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)傳輸電路實現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)的采樣。與此同時記錄壓力數(shù)據(jù)和時間信息,利用小波變換提取信號的奇異點,提高檢測精度和減少誤報率。同時基于Qt開發(fā)框架設(shè)計了上位機(jī)軟件,實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、泄漏分析、泄漏定位以及泄漏報警等功能設(shè)計。對于超低頻電磁波檢測系統(tǒng),設(shè)計了基于嵌入式處理器Exynos4412的硬件系統(tǒng),結(jié)合信號調(diào)理電路,實現(xiàn)對超低頻交變磁場的場強(qiáng)測量。同時基于Exynos4412,完成Linux系統(tǒng)移植和嵌入式軟件開發(fā),實現(xiàn)電磁場信號采集任務(wù),完成了基于超低頻電磁的內(nèi)檢測器定位功能。最后在實驗室條件下搭建了實驗系統(tǒng),完成了系統(tǒng)調(diào)試與測試。通過初步實驗可知,本課題設(shè)計的基于負(fù)壓波和超低頻電磁波檢測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)管道泄漏檢測定位。
【圖文】：

圖 1-1 2005~2016 年國內(nèi)原油生產(chǎn)消費(fèi)統(tǒng)計圖Fig.1-1 Domestic crude oil production and consumption charts from 2005 to 2016除此之外，管道運(yùn)輸帶來的環(huán)境效益也非�？捎^。在冬季，煤炭、石油的燃燒已經(jīng)讓許多城市受霧霾困擾，，嚴(yán)重?fù)p害著公眾的身體健康。天然氣燃燒時不產(chǎn)生硫化物和粉塵，代替煤炭和石油后能有效的降低國內(nèi)環(huán)境污染。以西氣東輸為例，每運(yùn)輸 1000 億立方天

圖 2-2 超低頻電磁波定位示意圖ig.2-2 Low frequency electromagnetic wave positioning sc電磁波定位示意圖。上述負(fù)壓波檢測方法可以用傳播速度計算誤差和系統(tǒng)時鐘誤差，致使對泄漏管道
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE973.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2609118