發(fā)布時間：2017-08-05 03:16

  本文關(guān)鍵詞：基于信號處理的水管泄漏檢測與定位方法的研究

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【摘要】：管道運輸是繼鐵路運輸、公路運輸、航空運輸、水路運輸之后的第五大交通運輸工具,確保管道的安全運行正逐漸受到人們越來越多的關(guān)注。我國城市的供水管道漏損率為16%左右,而發(fā)達國家漏損率在9%以下,差距非常明顯。近幾年來,供水管道因為目中原因發(fā)生泄露的頻率越來愈多,不僅浪費了大量水資源,還造成了巨大的經(jīng)濟損失。所以,我們有必要對供水管道進行泄漏檢測與定位。本文以學校的實際供水管道為研究對象,設計了一套完整的供水管道檢測與定位系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容包括：首先敘述了管道泄漏的危害及其檢測的意義,然后對管道泄漏檢測方面的研究現(xiàn)狀進行了學習和總結(jié)。通過對負壓波信號的產(chǎn)生機理與傳播模式的研究,確定了管道泄漏的檢測方法。以上海應用技術(shù)學院的供水管網(wǎng)為研究對象,建立學校管網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲模型,確定可檢測管道與相關(guān)分析法。其次,對泄漏檢測系統(tǒng)進行了詳細的設計。首先基于LabVIEW設計了泄漏信號的采集系統(tǒng)并對相關(guān)程序進行了編寫。綜合各方面因素,本文最終選擇了壓電式加速度傳感器采集信號,然后是放大電路與濾波電路的設計,依次完成對信號的傳感器采集信號的放大和濾波；接著進行A/D轉(zhuǎn)換電路的設計,將采集到的模擬信號以數(shù)字信號的形式輸出；根據(jù)負壓波信號的特性設置合適的采樣頻率,并對各個模塊進行程序的編寫控制其運行,完成信號的采集與處理。最后,進行信號處理與泄漏定位系統(tǒng)的設計并進行相關(guān)的實驗。利用LabVIEW編寫程序進行泄漏信號的處理。首先提取存儲的泄漏信號,對其進行濾波處理與小波去噪處理,然后進行相關(guān)性分析,通過數(shù)據(jù)計算確定相關(guān)性數(shù)據(jù)。通過文中的算法,根據(jù)相關(guān)性數(shù)據(jù)確定泄漏點的位置。并做了實驗驗證,將實際位置與系統(tǒng)確定的位置進行比較,計算誤差,確定了該系統(tǒng)的可行性。最后得出結(jié)論,本文設計的泄漏檢測定位系統(tǒng)可用。
【關(guān)鍵詞】：泄漏檢測 信號采集 信號處理 相關(guān)分析法 虛擬儀器LabVIEW
【學位授予單位】：上海應用技術(shù)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU991.61;TN911.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 論文研究背景及意義10-12
• 1.1.1 課題研究背景10-11
• 1.1.2 課題研究目的及意義11-12
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外管道泄漏檢測研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 國內(nèi)管道泄漏檢測研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 管道檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點14-16
• 1.3.1 論文的研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 論文的創(chuàng)新點15-16
• 第2章 地下供水管網(wǎng)拓撲網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的建立16-22
• 2.1 引言16
• 2.2 供水管網(wǎng)模型簡化方法16-17
• 2.3 管網(wǎng)模型要素17-18
• 2.3.1 節(jié)點屬性17
• 2.3.2 管段及其屬性17-18
• 2.4 上海應用技術(shù)學院地下供水管網(wǎng)建立18-22
• 第3章 供水管道泄漏定位系統(tǒng)的定位原理研究22-31
• 3.1 上海應用技術(shù)學院供水管道泄漏負壓波信號的特征分析22-25
• 3.1.1 管道泄漏的類型22
• 3.1.2 管道負壓波產(chǎn)生機理22-23
• 3.1.3 負壓波傳播規(guī)律23-24
• 3.1.4 管道泄漏負壓波模型建立24-25
• 3.2 上海應用技術(shù)學院供水管道泄漏定位原理研究25-29
• 3.2.1 基于相關(guān)分析法定位原理研究25-27
• 3.2.2 自適應Kalman濾波器在管道泄漏檢測定位中的研究27-29
• 3.3 信號的小波去噪處理29-30
• 3.3.1 小波變換基本概念29
• 3.3.2 小波消噪在檢漏中的應用29-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 供水管道信號采集系統(tǒng)設計31-44
• 4.1 系統(tǒng)的硬件設計31-32
• 4.2 傳感器選型及工作原理32-35
• 4.2.1 傳感器選型32
• 4.2.2 壓電式加速度傳感器工作原理32-35
• 4.3 電荷放大器設計35-37
• 4.4 濾波器的設計37-39
• 4.5 A/D轉(zhuǎn)換電路設計39-40
• 4.6 采集系統(tǒng)的軟件設計40-43
• 4.6.1 系統(tǒng)的初始化模塊41-42
• 4.6.2 數(shù)據(jù)采集程序設計42
• 4.6.3 串口通訊程序設計42-43
• 4.7 本章總結(jié)43-44
• 第5章 基于LABVIEW的信號處理系統(tǒng)設計44-55
• 5.1 虛擬儀器LABVIEW的概述44-45
• 5.2 基于LABVIEW的軟件總體設計45-47
• 5.3 系統(tǒng)軟件設計的實現(xiàn)47-53
• 5.3.1 數(shù)據(jù)采集模塊的設計47-48
• 5.3.2 信號處理與分析設計48-53
• 5.4 本章小結(jié)53-55
• 第6章 總結(jié)與展望55-57
• 6.1 總結(jié)55
• 6.2 展望55-57
• 參考文獻57-59
• 致謝59-60
• 攻讀碩士期間公開發(fā)表的論文60

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 黃文,毛漢領(lǐng),包家福,龍芋宏;互相關(guān)分析在水管泄漏檢測中的應用[J];廣西民族學院學報(自然科學版);2001年04期

2 周焊榮;;關(guān)于對基于圖論的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分析[J];佳木斯教育學院學報;2012年11期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 龍芋宏;供水管網(wǎng)檢漏系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究[D];廣西大學;2001年

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本文編號：622952