密封压力容器声发射检漏分析系统设计与实现

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随着世界生产技术的不断提升,使得密封压力容器的应用达到了新的高度,在使用过程中由于开裂、碰撞、摩擦、腐蚀等状况容易造成容器泄漏,将对人民的经济和生命安全的造成严重的影响。声发射是一种由于材料迅速释放瞬时弹性波的物理现象,密封压力容器泄漏导致的机械振动信号是一种声发射信号。针对密封压力容器泄漏引发的安全事故问题,结合国内外声发射泄漏检测方法,设计了一套密封压力容器声发射泄漏检测和漏孔识别系统。主要包括以下研究内容:研究了泄漏声发射信号的产生机理,建立了密封压力容器声发射信号检测模型,综合分析泄漏前、泄漏瞬间、泄漏后信号的相关特征,实现了系统的总体方案设计,重点研究了泄漏声发射信号的特征参数分析、泄漏检测、特征提取以及漏孔分类识别等关键技术。针对密封压力容器的实时泄漏检测问题,开发了具有多通道、高采样率的声发射检漏功能软件,实现了软件功能的模块化设计,主要包括用户管理、系统设置、高速采集与存储、实时波形显示、特征参数显示、3D能量柱显示、实时频谱分析、实时泄漏报警等多个功能模块。各个模块之间功能独立,能够降低模块之间的耦合关系,提高了系统的适用性和可移植性。针对密封压力容器的声发射信号漏孔分类识别,提出了一种声发射信号EMD特征提取和SVM分类识别的软件算法。泄漏声发射信号是一种高噪声、弱信号、非线性、非平稳的信号,利用EMD分别将多种漏孔尺寸的声发射信号分解成多个IMF分量,结合特征参数分析法和HHT分析了不同漏孔信号振铃计数、幅度、能量、HHT边际谱频率的特征分布和内在联系,实现了强背景噪声下的微弱声发射信号特征提取,通过SVM对多组不同漏孔样本信号数据的特征向量进行训练,得到声发射信号SVM预测模型。最后,以密封压力容器为研究对象,搭建声发射检漏与分析实验平台进行实验验证。运行软件对声发射信号进行实时的采集与存储,系统分析信号特征参数后进行实时的数据显示和泄漏报警,测试了历史数据的查询和导出等功能,对多种漏孔声发射信号的EMD特征提取和SVM分类识别进行实验验证,实验结果证明了声发射信号漏孔分类识别方法的实用性和有效性。
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