基于声发射原理的水管泄漏检测定位方法研究与实验

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bbs_lijun
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基于声发射原理的互相关泄漏检测定位技术具有检测效率高的特点,因此,被广泛地应用于水管泄漏点的定位。泄漏声发射信号沿管壁传播的速度(声速)和泄漏信号传播到两端两个压电传感器的传播时间差,是实现泄漏点定位的两个关键参数。为此,本文研究声速和传播时间差的测量方法,研制水管泄漏检测定位系统,搭建实验平台,进行声速敲击实测实验和泄漏点定位实验,验证了研究的方法以及研制的系统的有效性。提出基于短时能量与线性拟合的方法测量声速。根据敲击信号的特点,对两个压电传感器同步拾取的两路敲击信号进行滤波、归一化预处理;求平方,计算短时能量;根据短时能量曲线设立阈值,得到两路敲击信号的起始点;利用起始点对应的时间差,计算敲击信号在两个传感器之间的传播时间差,进而得到水管的真实声速。给出定性和定量评价该方法的性能指标。该方法能够去除尖峰毛刺噪声的干扰,比直接阈值法具备更强的抗干扰能力。采用广义互相关方法测量泄漏信号的传播时间差。通过对比互相关、自适应以及倒频谱这三种传播时间差的测量方法的优缺点,选择广义互相关方法来处理泄漏信号。通过实验确定泄漏信号的主要分布频带;根据泄漏信号的特点,选择四阶的巴特沃斯带通滤波器对两路泄漏信号进行预处理,提高泄漏信号的信噪比;对预处理后的两路泄漏信号进行互相关,从而提高传播时间差的测量精度。研制水管泄漏检测定位系统,实现上述信号处理方法。系统由两个从机、一个无线接收端以及上位机组成。采用MSP430F5529超低功耗单片机,研制两个从机。从机采用电池供电,解决了现场无外部电源的问题。通过GPS模块纳秒级别的同步授时功能,解决两个从机在异地之间的同步采样的问题。采用2.4G无线的通信方式,实现两个从机与无线接收端之间的通信,解决在泄漏点定位过程中,两个从机之间的距离受限制的问题。采用MATLAB语言,开发上位机的GUI(图形用户界面)软件,实现上述的信号处理方法,不受计算量的限制,取得了较好的效果。在实验室搭建实验平台,分别进行声速敲击实测实验和泄漏点定位实验,验证上述信号处理方法和系统的有效性。实验结果表明,对于外径为25mm的镀锌管,通过敲击实测得到的声速为1623.9m/s;结合实测的声速,实现了泄漏点的定位,定位的最大相对误差小于6.6%。
其他文献
在自动化现场中,存在着多种多样的自动化设备应用于不同的现场总线中,他们的制造商、型号、规格和性能等都不同,尤其是目前多种现场总线标准共存的局面,更使得现场总线设备之
低压馈电系统是对工业低压范围内的电气设备或特定电路供电的环节,通常通过将馈电环节中的信号转换成微处理器可以处理的数字量,微处理器根据电量的检测和计算结果,确定保护的整定值和动作特性,经过比较判断,决定保护装置是否动作,再配合继电保护装置来完成对各种电器设备的保护功能。馈电系统中电量检测的精确性和可靠性直接影响了保护装置的保护性能,而高精度的检测技术则是维系电力系统安全、稳定运行的重要保障。本文主要
反应釜是化工生产中的重要设备,根据工厂的实际情况和管理要求,研究反应釜故障诊断系统,不仅保证设备安全可靠,而且对生产的顺利进行也具有重要作用。故障诊断方法很多,但针对反应
风能具有随机波动性、间歇性,随时间、季节和气候的变化而变化等特点。作为一种不可调控的电源,风力发电电能在电网中比重的增加会给电力系统运行的稳定性和电能质量带来冲击。为了保证电力系统安全稳定运行,各类电网对接入电网的风电容量都有具体的限制。这一限制是制约风电发展和造成“弃风”的主要原因之一。为了尽可能提高可再生能源利用的比例,世界各国都开展了积极的研究,寻找提高风电接入比率的新途径。在电力系统中增加
随着社会快速发展,汽车数量在不断增加,洗车是汽车养护的一部分,越来越多的人开始重视洗车。传统的人工洗车需要耗费大量的人力资源,而且存在水资源浪费、洗车效率低等不足。
宽域废气氧(Universal Exhaust Gas Oxygen,简称UEGO)传感器具有较宽的空燃比测量范围,广泛地应用于稀燃发动机空燃比控制系统,能够为汽车电子控制单元(Electronic Control U
保证煤炭稳定燃烧是燃煤电站安全运营最根本的要求,炉膛火焰是表征燃烧状态是否稳定的最直接反映,为实现锅炉燃烧状态的自动监测,对燃烧的稳定程度进行量化判定,论文基于火焰图像
随着通信技术的发展和嵌入式技术的不断成熟,基于3G无线网络的智能视频监控系统的研究工作已经开展,并成为人们关注的对象和研究的热点。本文在公交车智能视频监控系统的基础
柔性车间调度问题是传统作业车间调度问题的延伸,它更能反映实际生产过程中的灵活性,对该问题的研究具有理论和实际应用意义。本文以蚁群优化算法和粒子群优化算法为工具,对柔性
彩色夜视技术是一种用于给单色夜视图像或视频着色的图像处理技术。利用人眼彩色视觉的高分辨力和高灵敏度的特性实现彩色夜视图像,可增强场景理解、突出目标,有利于在隐藏、