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原文传递双压力传感器泄漏检测系统探究

论文题名：	双压力传感器泄漏检测系统探究
关键词：	管道泄漏;检测系统;硬件电路;软件设计;双传感器;压力波动
摘要：	管道泄漏检测系统是管道运输中的重要设备。目前，受到调泵、调阀等工况操作的影响，基于负压波的管道泄漏检测系统存在误报率较高的问题。所以，降低误报率，消除工况干扰，能够大幅提高泄漏检测系统的性能。　　为消除工况干扰，本文在单传感器泄漏检测基础上，引入基于双传感器的泄漏检测方案，即通过判定负压波传播方向来区分泄漏信号和工况操作信号。针对压力波动的判定，指出了EEMD模式识别的缺点，并利用方差来确定信号的波动段。通过波动段与前一段数据均值的比较，判定波动信号是否下降。压力信号方向的判定是双传感系统的关键，本文分别利用了互相关法和作差法两种方法。互相关法是在互相关基础上，引入了零相位滤波器、希尔伯特变换等，锐化了峰值波形，提高了估计精度。作差法根据两个传感器信号的差值，判定信号的传播方向。作差法算法简单，相对于较为复杂的互相关法在RTU上更具优势。　　为满足需求，开发了基于ARM的远程终端单元(RTU)，设计了电源、网卡、AD采集等电路。移植嵌入式Linux操作系统，编写AD采集电路的驱动程序。软件部分主要完成信号数据的采集、处理、存储和传输，以及时间的同步。数据传输采用基于socket机制的TCP协议，保证了数据传输的完整性。采用LABVIEW作为中心站监控软件开发环境，显示压力图形和报警信息。在实验室搭建了液体管道实验平台，采集多组实验数据进行处理，验证了本文信号波动和信号方向判定算法。　　本文的双传感器泄漏检测系统有效地屏蔽了调泵、调阀等工况操作对泄漏识别的影响，大大降低了系统的误报率，提高了系统的可靠性能。
作者：	封超
专业：	仪器科学与技术
导师：	李健
授予学位：	硕士
授予学位单位：	天津大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文