基于压力流量双参数的天然气管道泄漏检测系统研究

【摘要】： 近年来,随着管线的增多,管龄的增长,由于施工缺陷和腐蚀等原因,管道事故频频发生,由于所输物质的危险性和污染性,一旦发生泄漏会给国家和人民的生命财产安全带来了巨大的威胁。为了及时发现泄漏事故,减少资源的损失,维护管道部门的正常运行,在技术上给泄漏检测提出了更高的要求。 论文针对负压波单参数检测天然气管道泄漏时可能引起的误报警问题,引入对天然气流量参数的实时监控;结合小波分析和混沌理论的弱信号检测方法,研究了提高天然气管道泄漏检测精度和准确的技术;设计了检测系统软件。 首先,本文介绍了基于负压波和流量管道泄漏检测的理论基础,并重点研究了影响负压波传播速度的因素,对泄漏点的定位公式进行了改进,提高了定位的精度。 其次,针对获得的负压波信号掺有大量噪声的问题,论文进一步研究了压力信号的检测方法。利用小波变换理论对信号奇异性的检测方法,捕捉负压波的突变点位置,把边界延拓理论引入到信号处理过程。 然后,论文研究了时差法超声波气体流量计在天然气流量检测中应用的基本理论,并根据检测到的超声波信号微弱的问题,采用了混沌理论来检测强噪声中的微弱超声波信号。 最后,设计了基于虚拟仪器技术的天然气管道泄漏检测系统软件,在计算机上显示管道了运行状况,并采用先进的数据库技术对检测到的数据进行读取,具有较好的实时性和人机交互性。 【关键词】：天然气管道泄漏检测 负压波 小波变换 超声波气体流量计 混沌弱信号检测 虚拟仪器
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TE973.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 引言9-10
• 1.2 国内外管道检测技术发展现状10-12
• 1.3 管道泄漏检测的方法12-15
• 1.3.1 直接检测法12-13
• 1.3.2 间接检测法13-14
• 1.3.3 管道检漏方法的性能指标和综合比较14-15
• 1.4 论文主要工作内容15-16
• 第2章 负压波-流量平衡法泄漏检测的基本理论16-24
• 2.1 负压波泄漏检测及定位原理16-20
• 2.1.1 负压波的传播规律16
• 2.1.2 负压波泄漏检测系统的定位原理16-17
• 2.1.3 负压波波速测量的改进17-20
• 2.1.4 负压波定位公式的改进20
• 2.2 流量平衡法的泄漏判断原理20-22
• 2.3 本章小结22-24
• 第3章 基于小波变换理论的管道压力信号处理24-38
• 3.1 小波变换基本理论24-26
• 3.1.1 小波变换24-25
• 3.1.2 连续小波变换25
• 3.1.3 离散小波变换25-26
• 3.2 小波在信号奇异性检测中的应用26-32
• 3.2.1 Mallat算法27-30
• 3.2.2 小波奇异性检测30-32
• 3.3 边界延拓方法32-35
• 3.3.1 点对称延拓34-35
• 3.4 仿真结果与分析35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 流量信号的混沌检测38-53
• 4.1 超声波气体流量计原理38-40
• 4.2 混沌检测的理论依据40-42
• 4.2.1 Duffing方程的定义40-41
• 4.2.2 混沌对参数的敏感性41-42
• 4.3 间歇混沌的微弱信号检测42-49
• 4.3.1 Duffing系统的轨道表示42-44
• 4.3.2 Duffing振子的间歇混沌检测44-49
• 4.4 仿真结果与分析49-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 基于虚拟仪器的系统软件设计53-66
• 5.1 LabVIEW与虚拟仪器技术53-55
• 5.1.1 虚拟仪器53-54
• 5.1.2 LabVIEW简介54-55
• 5.2 基于LabVIEW设计的泄漏检测软件55-65
• 5.2.1 信号采集与处理模块55-58
• 5.2.2 数据存取模块58-62
• 5.2.3 信号显示模块62
• 5.2.4 报警模块62-65
• 5.3 本章小结65-66
• 结论66-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果72-73
• 致谢73-74
• 作者简介74

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