[發明專利]一種自適應有效信號判定流體管道泄漏定位方法

有效

• 申請號: 201810197101.0
• 申請日: 2018-03-10
• 公開（公告）號: CN108506742B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 陳曉龍;王燕;詹勁松;李陶
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06;G06F30/20;G06F113/14
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于漏失的預防、檢查和確定位置技術領域，公開了一種自適應有效信號判定流體管道泄漏定位方法，根據管道泄漏信號，選取小波分解的基函數；確定小波分解的最優分解層數；確定門限閾值，利用軟閾值法對泄漏信號進行小波降噪；設置有效信號長度估計值和移動步長；確定泄漏信號中的有效信號；利用互相關分析方法，根據泄漏信號中的有效信號，確定泄漏信號到達管道首末兩端的時延數；減小有效信號長度，得到2組時延數；將3組時延數求均值作為最終的時延數，并確定泄漏信號到達管道首末兩端的時間差；根據時間差計算泄漏源的位置。本發明與現有的定位方法相比，能夠降低噪聲對泄漏信號的影響，降低泄漏定位誤差。

技術領域

本發明屬于漏失的預防、檢查和確定位置技術領域，尤其涉及一種自適應有效信號判定流體管道泄漏定位方法。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：當油氣管道出現破壞而產生泄漏時，管道內介質從泄漏點噴出，泄漏可以激發出來不同的波動，這些波的頻率范圍分布與泄漏孔大小、泄漏速度、管內壓力有關，可從幾赫茲到幾百千赫茲，這些波動包含了次聲波、可聽聲、超聲波。在傳播的過程中，泄漏聲波沿管道向兩側傳播，高頻部分的泄漏聲信號衰減的快，低頻衰減的慢。在遠距離傳輸過程中，最終到達管道兩側傳感器時泄漏聲波的主要成分為次聲波。根據管道兩端設置的傳感器接收到的次聲信號，可以確定泄漏源的位置。由于傳感器接收到的信號往往包含了噪聲干擾，通常需要對原始信號進行降噪，在此基礎上，利用相關性分析方法確定信號到達管道首末兩端的時間差，并利用定位公式確定泄漏源的位置。《輸油管道次聲波法泄漏檢測與定位技術研究》，通過研究管道泄漏聲波信號的傳播原理，建立了管道泄漏報警模型和漏點定位模型，并采用去均值法對獲取的管道正常運行工況和泄漏工況的聲波信號進行預處理，進而分析了兩種工況下管道內聲波的信號特征，在采用小波降噪的基礎上，通過互相關分析方法估計了信號到達管道首末兩端的時間差，進而確定泄漏源的位置。該方法的不足是：由于采用了傳統的互相關分析方法，時間差的計算值受噪聲的影響較大，導致定位精度不能進一步提高。

綜上所述，現有技術存在的問題是：采用了傳統的互相關分析方法，時間差的計算值受噪聲的影響較大，導致定位精度低。

技術問題的難度和意義：傳統的互相關分析方法，采用整段信號來做相關性計算，而整段信號中除了包含泄漏信號尖峰波段的有效信號，更多的是不包含泄漏波動信號但含有大量噪聲干擾的無效信號。由于傳統方法在計算中引入了大量無效信號，因此互相關函數的計算結果中也包含大量無效的數值。從而導致計算出的時延受到影響，計算的時間差精度低，最終導致定位精度低。自適應自適應有效信號判定流體管道泄漏定位方法，可以根據信號來自適應的選擇出含有有效信號的部分，可以說是把信號進行了篩選，提取了包含管道泄漏時候所產生波動的那部分，避免引入大量無效的干擾。提高定位精度。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種自適應有效信號判定流體管道泄漏定位方法。

本發明是這樣實現的，一種自適應有效信號判定流體管道泄漏定位方法，所述自適應有效信號判定流體管道泄漏定位方法對管道泄漏信號，進行自適應的小波分解，利用軟閾值法對泄漏信號進行降噪處理；再使用有效信號自適應互相關算法確定泄漏信號中的有效信號；再次利用互相關分析方法，根據泄漏信號中的有效信號，確定泄漏信號到達管道首末兩端的時延；結合管道總長和波速計算出泄漏位置。

所述自適應有效信號判定流體管道泄漏定位方法包括以下步驟：

(1)根據管道泄漏信號，選取小波分解的基函數；

(2)確定小波分解的最優分解層數；

(3)確定門限閾值，利用軟閾值法對泄漏信號進行小波降噪；

(4)設置有效信號長度估計值和移動步長；