[發明專利]基于均值分解和信號清晰度的管道泄漏信號時延估計方法

在審

• 申請號: 202010858843.0
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111947040A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 李帥永;文井輝
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02;G06F17/18
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種基于均值分解和信號清晰度的管道泄漏信號時延估計方法，屬于流體管道技術領域。該方法包括以下步驟：S1：采集兩路管道泄漏信號X₁(t)、X₂(t)；S2：對兩路管道泄漏信號分別進行LMD分解，得到若干具有物理意義的PF分量；S3：通過信號清晰度算法篩選PF分量并重構管道泄漏信號X′₁(t)、X′₂(t)；S4：將重構信號X′₁(t)、X′₂(t)進行互相關運算來獲取時延估計。通過LMD算法對泄漏信號進行分解，得到若干具有物理意義的PF分量。通過信號清晰度算法選取主要PF分量，重構泄漏振動信號；將重構形成新的泄漏振動信號進行互相關時延估計，得到時間延遲估計。

技術領域

本發明屬于流體管道技術領域，涉及基于均值分解和信號清晰度的管道泄漏信號時延估計方法。

背景技術

管道廣泛用于天然氣、石油和其他流體的輸運，是一種高效便捷的流體輸送方法。管道老化、自然災害等原因經常導致管道泄漏，給人們的生命和財產造成巨大損失。因此，為了有效規避管道泄漏造成的危害，流體管道泄漏檢測定位技術是十分重要的。中國專利(CN108332063A)公開了一種基于互相關算法的管道泄漏定位方法，傳感器采集到的兩路時域管道泄漏信號直接進行傅里葉變換，在頻域上對互譜密度函數加權后作傅里葉逆變換求取互相關結果。為減小管道中低頻背景和聲波反射的噪聲干擾，該方法通過對算法中的互譜密度函數加權提高了信噪比。但是，由于流體管道泄漏振動信號具有低頻特性，而傳感器采集到的是頻率成分復雜、信噪比低的泄漏振動信號，其在互相關算法中相關程度較低，以至于基于互相關時延估計的流體管道泄漏振動定位誤差較大。因此需要篩選出管道泄漏振動信號中的主要信息，自適應的去除噪聲干擾，從而降低時間延遲估計誤差。對于此，王銀提出了一種采用局域均值分解(Local mean decomposition，LMD)和互相關方法的管道泄漏檢測信號噪聲抑制方法(王銀，文靜.采用LMD和互相關的管道泄漏檢測信號噪聲抑制[EB/OL].北京：中國科技論文在線[2016-03-09].http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/201603-101.)。管道泄漏信號經過LMD算法分解成多個分量，采用分量與源信號互相關運算的方法篩選出具有明顯峰值的分量進行管道泄漏信號重構，從而抑制管道泄漏信號的噪聲，但是若管道泄漏信號的信噪比過低，互相關方法可能濾掉主要泄漏分量而選擇包含噪聲信號的分量進行重構導致時延估計誤差大。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于均值分解和信號清晰度的管道泄漏信號時延估計方法。通過LMD算法對泄漏信號進行分解，得到若干具有物理意義的PF分量。通過信號清晰度算法選取主要PF分量，重構泄漏振動信號；將重構形成新的泄漏振動信號進行互相關時延估計，得到時間延遲估計。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

基于均值分解和信號清晰度的管道泄漏信號時延估計方法，該方法包括以下步驟：

S1：采集兩路管道泄漏信號X₁(t)、X₂(t)；

S2：對兩路管道泄漏信號分別進行LMD分解，得到若干具有物理意義的PF分量；

S3：通過信號清晰度算法篩選PF分量并重構管道泄漏信號X’₁(t)、X’₂(t)；

S4：將重構信號X’₁(t)、X’₂(t)進行互相關運算來獲取時延估計。

可選的，所述S1具體為：