[發明專利]基于噪聲信號時域分段頻譜分析的管道泄漏識別方法

有效

• 申請號: 201810084987.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108397692B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 李云飛;周揚;張飛;曹存智;黃莉;劉明
• 申請（專利權）人: 清華大學合肥公共安全研究院;安徽辰控智能科技有限公司
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06;G06F17/14
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.基于噪聲信號時域分段頻譜分析的管道泄漏識別方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟101，從自由移動式管道內檢測器所記錄的原始數據文件中讀取所采集的聲音振動信號、慣導信息數據和時間信息，并對以上數據進行低通濾波處理；

步驟102，根據自由移動式管道內檢測器所記錄的慣導信息數據和時間信息，計算出自由移動式管道內檢測器在管道內的移動距離，并得到時間－位置關系曲線；

步驟103，對自由移動式管道內檢測器所記錄的聲音振動信號進行時域上的劃分，對時域分段數據進行FFT功率頻譜計算，并附加時間信息；

步驟104，將聲音振動信號時域分段功率頻譜所附帶時間信息與自由移動式管道內檢測器的時間-位置關系曲線進行匹配；

步驟105，以聲音振動信號的位置－聲強關系曲線和位置－頻譜關系曲線為基礎，采用預設的檢測識別算法，對管道泄漏點或氣囊進行自動檢測，獲取所有泄漏點或氣囊的位置信息、功率頻譜信息和聲音強度信息；

步驟106，基于泄漏點或氣囊的位置信息、功率頻譜信息和聲音強度信息，結合預設的標定關系曲線，對泄漏點的泄漏量或氣囊大小進行估算。

2.根據權利要求1所述的基于噪聲信號時域分段頻譜分析的管道泄漏識別方法，其特征在于，所述步驟102中由移動式管道內檢測器在管道內移動距離的計算方法包括速度位移積分法和旋轉次數記錄法。

3.根據權利要求2所述的基于噪聲信號時域分段頻譜分析的管道泄漏識別方法，其特征在于，所述速度位移積分法通過對慣導信息數據中的加速度數據進行積分得到速度數據，再對速度數據進行積分，對積分值進行初始位置修正即可得到自由移動式管道內檢測器在管道內的移動距離。

4.根據權利要求2所述的基于噪聲信號時域分段頻譜分析的管道泄漏識別方法，其特征在于，所述旋轉次數記錄法包括以下步驟：

步驟201，分別對三軸加速度數據和三軸角速度數據的峰值進行檢測，總共得到六個峰值數值，去除最大值和最小值，對剩下四個值進行均值計算，所得計算結果即為自由移動式管道內檢測器在管道內的滾動次數；

步驟202，根據在固定時間段內自由移動式管道內檢測器的滾動次數計算平均滾動周期T；

步驟203，根據自由移動式管道內檢測器滾動周長L和平均滾動周期T計算周期內平均速度V＝L/T；

步驟204，根據自由移動式管道內檢測器在管道內總的滾動圈數，即可得自由移動式管道內檢測器移動距離；

步驟205，以慣導信息數據采集周期為單位對每個滾動周期內的位置信息進行線性插值處理。

5.根據權利要求1所述的基于噪聲信號時域分段頻譜分析的管道泄漏識別方法，其特征在于，所述步驟103包括以下步驟：

步驟301，對自由移動式管道內檢測器所記錄的聲音振動信號進行時域上的分段；

步驟302，基于FFT計算劃分完成的每段聲音振動信號的功率頻譜；

步驟303，循環計算終止判斷，如果所有聲音振動信號均完成分段和功率頻譜計算，則運算結束；

步驟304，根據時域分段的起始時間和劃分順序，對計算的聲音振動信號時域分段功率頻譜附加時間信息。

6.根據權利要求1所述的基于噪聲信號時域分段頻譜分析的管道泄漏識別方法，其特征在于，所述步驟104包括以下步驟：

步驟401，找出聲音振動信號時域分段功率頻譜所附帶時間信息與自由移動式管道內檢測器的時間-位置關系曲線所對應的一致起始時間點；

步驟402，以該一致起始時間點為基準，按順序依次找出聲音振動信號時域分段功率頻譜中時間點所對應的位置信息時間點，通過循環迭代來實現聲音振動信號時域分段功率頻譜中所有分段的位置信息匹配；

步驟403，為循環迭代計算終止判斷，當聲音振動信號時域分段功率頻譜中所有分段的位置信息匹配完成，運算結束；

步驟404，結合已匹配完成的聲音振動信號時域分段功率頻譜與位置信息，得到位置－聲強關系曲線和位置－頻譜關系曲線。