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基于次声测量的管道泄漏信号分析及定位系统研究
| 论文题名： | 基于次声测量的管道泄漏信号分析及定位系统研究 |
| 关键词： | 次声测量;管道泄漏;检测技术;管内声波;频率响应;声源定位 |
| 摘要： | 管道运输具有运输快、成本低、供给稳定的诸多优点,已成为生活用水、石油、天然气、工业废液等物质的基本运输方式,在现代生产生活中扮演着越来越重要的角色。管道在使用过程中通常会由于磨损、腐蚀、老化、自然或人为的破坏等原因造成管内运输的物质的泄漏,这给管道运输业带来了损失、环境污染以及生命财产危害,因此管道泄漏检测也越来越受到业界的关注。 根据声学理论,次声的波长较长,穿透能力较强,即使传播很远的距离其能量衰减也很小,这些特点使它非常适合作为管道泄漏检测的手段。现有的管道泄漏检测方法有很多,然而没有哪一种是完美的,本文所探讨的基于次声测量的方法在有效性、准确性和经济性上占有一定的优势。 本文对利用次声信号进行管道泄漏检测所涉及的关键技术进行了系统的研究,其中包括传感器组网技术、智能化数据传输技术、数据自动入库技术和图形界面显示技术。本文基于这些关键技术做了如下研究工作: 1.分两阶段介绍了管道泄漏声波的产生机理,然后了讨论了声波在管道内的四种传播模式,并着重就介质中的纵波和管道壁的纵波进行了详尽的阐述,最后分析了管内声波的频率响应,得出了两条重要的结论:A.声波中的低频成分传播时衰减更小,传的更远B.声波的方法对于长距离管道的小泄漏量检测是有利的。 2.利用信号理论中的时延估计算法和相关算法原理对次声信号进行了研究,分析了管道泄漏声源定位的算法理论,在此理论研究的基础上深入分析了声波速度、介质流速、管长误差和时间差等因素对定位精度的影响。 3.提出了基于次声测量的管道泄漏检测系统的设计方案和设计原则,着重就数字化网络传输仪、气体型管道传感器等硬件结构和细节实现进行了详尽阐述。 4.在基阵系统软件设计上，本论文使用workbench进行数据库开发,采用Qt环境下的C++编程技术,同时结合Qt类库和相应的Qwt扩展类库,实现了数据自动入库和图形界面显示功能,使界面美观、友好以及人性化,且提高了数据提取显示效率。 |
| 作者： | 郑国锋 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 任新敏;杨亦春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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