[發(fā)明專利]一種大型輸水建筑物泄漏噪聲的水下識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011372320.1
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112525437B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉毅;商峰;黃濤;馮少孔;宋文杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號: G01M3/24
• 分類號: G01M3/24;G06K9/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 冀志華

1.一種大型輸水建筑物泄漏噪聲的水下識別方法，其特征在于包括以下步驟：

1)對大型輸水建筑物發(fā)生泄漏時產(chǎn)生的泄漏噪聲進行連續(xù)采集，得到水聲信號；

2)采用迭代法對采集的水聲信號進行連續(xù)譜提取，得到泄漏噪聲的連續(xù)譜；

3)對提取的泄漏噪聲的連續(xù)譜的歷時和沿程分布模式進行識別分析，并根據(jù)識別分析結(jié)果對大型輸水建筑物的泄漏點進行定位。

2.如權(quán)利要求1所述的一種大型輸水建筑物泄漏噪聲的水下識別方法，其特征在于：所述步驟1)中，對大型輸水建筑物發(fā)生泄漏時產(chǎn)生的泄漏噪聲進行連續(xù)采集的方法，包括以下步驟：

1.1)根據(jù)實際經(jīng)驗確定大型輸水建筑物可能發(fā)生泄漏的泄漏點位置，并根據(jù)該泄漏點位置確定數(shù)據(jù)采集軌跡；

1.2)沿數(shù)據(jù)采集軌跡均勻設(shè)置若干測點，并采用水聽器陣列按照預(yù)設(shè)速度在各測點位置進行水聲信號連續(xù)采集，得到水聲信號。

3.如權(quán)利要求2所述的一種大型輸水建筑物泄漏噪聲的水下識別方法，其特征在于：所述步驟1.2)中，所述水聽器陣列以預(yù)設(shè)間隔Δd布設(shè)，預(yù)設(shè)間隔Δd為0.5m或1m。

4.如權(quán)利要求2所述的一種大型輸水建筑物泄漏噪聲的水下識別方法，其特征在于：所述步驟1.2)中，所述水聽器陣列包含不少于3個水聽器。

5.如權(quán)利要求2所述的一種大型輸水建筑物泄漏噪聲的水下識別方法，其特征在于：所述步驟1.2)中，所述水聽器陣列包含12個或24個水聽器。

6.如權(quán)利要求2所述的一種大型輸水建筑物泄漏噪聲的水下識別方法，其特征在于：所述步驟1.2)中，所述水聽器陣列在各測點進行采集時水聽器的采集頻率為0.1Hz-15MHz。

7.如權(quán)利要求2所述的一種大型輸水建筑物泄漏噪聲的水下識別方法，其特征在于：所述步驟1.2)中，所述測點間隔根據(jù)試驗場地大小取為1m、3m或5m。

8.如權(quán)利要求1所述的一種大型輸水建筑物泄漏噪聲的水下識別方法，其特征在于：所述步驟2)中，連續(xù)譜信號的提取方法包括以下步驟：

2.1)對水聽器陣列中各水聽器的測量值結(jié)果取平均值，采用矩形框?qū)Φ玫降钠骄禂?shù)據(jù)進行截斷采樣，并對截斷采樣數(shù)據(jù)進行短時快速傅里葉分析；

2.2)采用迭代法對步驟2.1)得到的短時快速傅里葉分析結(jié)果進行連續(xù)譜提取，得到泄漏噪聲的連續(xù)譜。

9.如權(quán)利要求1所述的一種大型輸水建筑物泄漏噪聲的水下識別方法，其特征在于：所述步驟2.2)中，進行連續(xù)譜提取的公式為：

式中，H_i(f_j)表示第i次迭代結(jié)果，下標(biāo)j表示短時快速離散傅里葉分析得到的第j個頻點；A_i-1,j表示以i-1次迭代的第j個頻點取中心長度為2n的頻段信號強度的隨動均值；m表示倍數(shù)，且m≥1；k_d表示折減系數(shù)，且0＜k_d≤1。

10.如權(quán)利要求1所述的一種大型輸水建筑物泄漏噪聲的水下識別方法，其特征在于：所述步驟3)中，所述泄漏噪聲信號的歷時和沿程分布為：

式中，H(s,t)表示實測泄漏噪聲的歷時曲線，P(s)表示實測泄漏噪聲信號功率的沿程分布，s表示傳感器位置坐標(biāo)，σ、μ、p₀、k為待定參數(shù)，其中，μ指示了泄漏源的位置坐標(biāo)，Δt表示用于計算功率的窗口時長。