壓電式管道泄漏信號的特征提取及應(yīng)用研究.pdf

1、目前，管道運(yùn)輸在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用，然而，由于管道自然老化腐蝕，施工造成的斷裂，人為的偷油破環(huán)，管道運(yùn)行的可靠性和安全性不能得到很好地保障，因此，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，確保管道安全可靠的運(yùn)行有著迫切的需求。 先進(jìn)的管道泄漏檢測技術(shù)是管道正常運(yùn)行和安全防護(hù)的關(guān)鍵手段。在實(shí)際的管道泄漏檢測中，要做到準(zhǔn)確的從含有噪聲的泄漏信號中提取真實(shí)的泄漏信號，增強(qiáng)泄漏信號，其關(guān)鍵就在于泄漏信號特征的提取。但是，由于埋地管道的管徑和材質(zhì)

2、，以及不同的埋設(shè)條件，管道泄漏信號具有不同的時、頻率特征，管道泄漏信號的特征不但容易受到不同工況條件下噪聲的干擾，而且還在管道中散射和反射，另外，傳感器的非線性誤差，變送器模數(shù)轉(zhuǎn)換的量化誤差都會影響管道泄漏信號的特征。正是由于以上原因，在復(fù)雜工況條件下，管道泄漏信號的特征提取變得異常困難，這也是在管道泄漏檢測領(lǐng)域中眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一。 本文以基于壓電式動態(tài)壓力傳感器的管道泄漏信號暫態(tài)過程為研究對象，分析不同工況下首、末站泄漏

3、信號的差異，介紹基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道泄漏信號特征提取的方法。提出把動態(tài)壓力信號做正負(fù)區(qū)間劃分，把相鄰區(qū)間信號的累加值差分、均值差分和峰值差分作為泄漏信號識別的三個特征量。同時通過對泄漏信號特征量做相對量化，給出泄漏信號特征量的橫向、縱向合理性的評判依據(jù)，并以此評判依據(jù)對實(shí)際泄漏信號中提取得到的特征量進(jìn)行檢驗(yàn)，驗(yàn)證特征量提取方法的合理性。最后，給出以首站、末站特征量共同作為輸入的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)管道泄漏診斷模型及其訓(xùn)練、檢驗(yàn)結(jié)果。 管道泄漏

4、監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性一方面取決于管道泄漏信號檢測算法的準(zhǔn)確性，另一方面還取決于管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)所依托的操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在提出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道泄漏信號特征提取方法的基礎(chǔ)上，本文還設(shè)計(jì)一套基于Linux操作系統(tǒng)的管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。該管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)很好地利用Linux操作系統(tǒng)運(yùn)行性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，以Qt作為Linux平臺下的開發(fā)語言，通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)來接收管道數(shù)據(jù)采集終端采集的管道動態(tài)壓力信號，利用Sqlite數(shù)