提高声波法管道泄漏检测准确性的方法研究

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管道是流体运输行业主要运输手段之一,我国管道“老龄化”严重,对管道泄漏检测准确性要求更加严格,对微小泄漏的检测要求大大提高。现有基于压电式压力传感器的声波法泄漏检测,虽然灵敏度高定位准确,但由于干扰信号与泄漏信号时-频域特征相近,当出现信噪比较低的微小泄漏时,误报漏报难以避免,因此探索提高泄漏检测准确性的方法具有重要意义。本文从信号增强和干扰信号识别两个方面,对提高泄漏检测准确性的方法进行了探索。通过对动态压力变送器的分析,发现其输出信号中缺失了积分项,影响了动态压力变送器的低频响应,由此提出了基于时域积分的泄漏声波信号增强方法,可通过增益系数调节增强效果,并对信号预处理及增益系数选择方法进行了分析。通过理论分析现有干扰信号识别方法存在的问题,提出了基于采用异常信号跳变沿差分的干扰信号识别方法。把干扰信号和泄漏信号都归为异常信号,通过时域统计特征对异常信号位置进行搜索,提取异常信号跳变沿并计算两路信号的差分及其累加和。根据累加和的符号判断出异常信号的传播方向,实现干扰信号的识别。模拟实验与现场试验结果表明:时域积分的泄漏信号增强方法具有良好的增强效果,并且具有较高的普适性和稳定性,计算简便无需复杂的参数寻优;采用异常信号跳变沿差分的干扰信号识别方法,具有较高的识别准确度,对双传感器安装间距和采样率的要求较低,为提高泄漏检测准确性提供了新思路。
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