本文關(guān)鍵詞：基于分布式光纖的水下管道泄漏檢測(cè)定位及數(shù)據(jù)分析方法，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水下管道的工作環(huán)境較陸地更加惡劣,管道發(fā)生泄漏的事故率較高。管道儲(chǔ)運(yùn)的原油、石油、天然氣等介質(zhì)的泄漏,不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大的污染,對(duì)經(jīng)濟(jì)造成巨大損失,還會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厝嗣竦纳踩珮?gòu)成威脅。本文以水下油氣管道作為檢測(cè)對(duì)象,運(yùn)用干涉型分布式光纖傳感器,選擇合適的信號(hào)解調(diào)法,對(duì)分布式光纖水下管道泄漏檢測(cè)定位技術(shù)及數(shù)據(jù)分析方法進(jìn)行了研究。(1)研究了基于Mach-Zehnder和Sagnacd的混合干涉原理,根據(jù)管道泄漏檢測(cè)方法和定位原理,針對(duì)水下環(huán)境,設(shè)計(jì)了檢測(cè)水下管道泄漏定位的模擬實(shí)驗(yàn)裝置,改善了實(shí)驗(yàn)檢測(cè)環(huán)境。研究了光纖干涉儀的信號(hào)解調(diào)方法,對(duì)PGC解調(diào)模型進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析,設(shè)計(jì)并制作了PGC解調(diào)電路。(2)依據(jù)水下油氣管道泄漏檢測(cè)方法和定位原理,針對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境、不同泄漏點(diǎn)位置以及不同管道壓力的實(shí)驗(yàn)及分析,提出了水下管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo),對(duì)系統(tǒng)的精確度、穩(wěn)定性、以及靈敏度做了分析。(3)由于傳統(tǒng)定位方法定位誤差較大,因此,本文依據(jù)支持向量機(jī)原理,建立了泄漏點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)的回歸模型,分別利用網(wǎng)格搜索法及粒子群優(yōu)化法對(duì)支持向量機(jī)的相關(guān)調(diào)整參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,對(duì)泄漏點(diǎn)樣本進(jìn)行了訓(xùn)練及預(yù)測(cè),并對(duì)預(yù)測(cè)的泄漏點(diǎn)位置進(jìn)行了分析。經(jīng)網(wǎng)格搜索法優(yōu)化后,實(shí)驗(yàn)樣本的平均絕對(duì)誤差為118.85 m,誤差減小了30 m。經(jīng)粒子群優(yōu)化法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化后,誤差減小了79.7 m。經(jīng)數(shù)據(jù)處理后,系統(tǒng)的定位精度都得到了提高。其中,PSO-SVM的預(yù)測(cè)值更為準(zhǔn)確。(4)在實(shí)驗(yàn)中,能夠?qū)﹂L(zhǎng)度為1.3 m、外徑為40 mm、管壁厚度為3 mm、模擬泄漏孔的直徑為2.5 mm、管道壓力為0.5 MPa的管道泄漏進(jìn)行有效檢測(cè)。提出了改善檢測(cè)系統(tǒng)性能和定位精度的方法,解決了該水下油氣管道檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)優(yōu)化問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】：水下管道 光纖傳感器 支持向量機(jī) 網(wǎng)格搜索法 粒子群優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE973.6;TP212
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1 緒論15-27
• 1.1 課題背景、研究的目的和意義15-17
• 1.1.1 課題背景15-16
• 1.1.2 課題研究目的及意義16-17
• 1.2 分布式光纖傳感器分類(lèi)及國(guó)內(nèi)外應(yīng)用研究17-20
• 1.2.1 散射型分布式光纖傳感器17-18
• 1.2.2 偏振型分布式光纖傳感器18
• 1.2.3 干涉型分布式光纖傳感器18
• 1.2.4 微彎型分布式光纖傳感器18-19
• 1.2.5 熒光型分布式光纖傳感器19-20
• 1.3 干涉型分布式光纖傳感定位技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究20-24
• 1.3.1 干涉型分布式光纖的絕對(duì)相位求取定位技術(shù)21-24
• 1.3.2 基于相對(duì)相位求取的干涉型分布式光纖定位技術(shù)24
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排24-25
• 1.4.1 論文研究的主要內(nèi)容24-25
• 1.4.2 論文的結(jié)構(gòu)安排25
• 1.5 本章小結(jié)25-27
• 2 分布式光纖傳感器檢測(cè)系統(tǒng)理論研究27-35
• 2.1 傳感原理研究27-28
• 2.1.1 光纖傳輸光的基本原理27-28
• 2.1.2 干涉原理28
• 2.2 分布式光纖傳感器檢測(cè)系統(tǒng)原理28-33
• 2.2.1 光路測(cè)量架構(gòu)28-29
• 2.2.2 檢測(cè)系統(tǒng)原理分析29-33
• 2.3 檢測(cè)系統(tǒng)重要技術(shù)參數(shù)分析33-34
• 2.3.1 延遲光纖長(zhǎng)度的選擇33-34
• 2.3.2 調(diào)制器光纖的長(zhǎng)度34
• 2.3.3 系統(tǒng)檢測(cè)范圍的確定34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 3 檢測(cè)系統(tǒng)信號(hào)解調(diào)技術(shù)35-40
• 3.1 相位載波（PGC）解調(diào)檢測(cè)方案35-37
• 3.1.1 干涉信號(hào)檢測(cè)方案概述35
• 3.1.2 PGC解調(diào)方案實(shí)現(xiàn)原理35-36
• 3.1.3 PGC模型的數(shù)學(xué)分析36-37
• 3.2 PGC解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-39
• 3.2.1 PGC解調(diào)電路模塊38-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析40-52
• 4.1 實(shí)驗(yàn)裝置與條件40-41
• 4.2 油氣管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)定位技術(shù)41-42
• 4.3 水下管道泄漏檢測(cè)實(shí)驗(yàn)42-46
• 4.3.1 不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的影響42-43
• 4.3.2 不同泄漏點(diǎn)位置對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的影響43-45
• 4.3.3 不同管道壓力對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的影響45-46
• 4.4 檢測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定性和精確度分析46-48
• 4.5 檢測(cè)系統(tǒng)靈敏度分析48-49
• 4.6 檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化49-50
• 4.6.1 信號(hào)強(qiáng)度的優(yōu)化49-50
• 4.6.2 信號(hào)衰減的優(yōu)化50
• 4.6.3 檢測(cè)系統(tǒng)定位精度的優(yōu)化50
• 4.7 本章小節(jié)50-52
• 5 基于支持向量機(jī)的泄漏點(diǎn)回歸模型52-66
• 5.1 機(jī)器學(xué)習(xí)理論52-53
• 5.2 支持向量機(jī)53-56
• 5.2.1 支持向量機(jī)回歸算法53-54
• 5.2.2 核函數(shù)54-55
• 5.2.3 支持向量機(jī)參數(shù)優(yōu)化55-56
• 5.3 網(wǎng)格搜索法56-60
• 5.3.1 網(wǎng)格搜索法的基本思想56
• 5.3.2 改進(jìn)的網(wǎng)格搜索法56
• 5.3.3 樣本選擇及優(yōu)化56-58
• 5.3.4 優(yōu)化步驟58-59
• 5.3.5 仿真分析59-60
• 5.4 粒子群優(yōu)化60-63
• 5.4.1 粒子群優(yōu)化理論60-61
• 5.4.2 優(yōu)化步驟及流程61-62
• 5.4.3 仿真結(jié)果分析62-63
• 5.5 GS-SVM與PSO-SVM的比較63-65
• 5.6 本章小結(jié)65-66
• 6 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 論文總結(jié)66-67
• 6.2 未來(lái)展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 附錄A 檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置圖72-73
• 作者簡(jiǎn)介73

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 呂麗華;;管道泄漏檢測(cè)方法淺析[J];化工之友;2006年08期

2 楊海;王輝;;管道泄漏檢測(cè)技術(shù)的研究[J];科技信息;2010年01期

3 李文杰;運(yùn)用油氣管道泄漏檢測(cè)及定位技術(shù),減少環(huán)境污染[J];山東環(huán)境;2000年S1期

4 魏忠昕,鄒潤(rùn),張勇,賈宗賢;聲波檢測(cè)技術(shù)用于管道泄漏檢測(cè)[J];油氣田地面工程;2003年06期

5 王嵐,王毅;油管道泄漏檢測(cè)定位技術(shù)[J];化工設(shè)備與管道;2004年03期

6 李文軍,王學(xué)英;油氣管道泄漏檢測(cè)與定位技術(shù)的現(xiàn)狀及展望[J];煉油技術(shù)與工程;2005年09期

7 周琰,靳世久,張昀超,孫立瑛;管道泄漏檢測(cè)分布式光纖傳感技術(shù)研究[J];光電子·激光;2005年08期

8 崔謙,靳世久,王立坤,魏茂安,周琰;基于序貫檢驗(yàn)的管道泄漏檢測(cè)方法[J];石油學(xué)報(bào);2005年04期

9 丁輝;王立;張貝克;陳舜琮;;現(xiàn)代管道泄漏檢測(cè)技術(shù)[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2005年06期

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本文編號(hào)：321865