瞬变流谐波衰减管道泄漏检测方法研究

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1、瞬变流谐波衰减管道泄漏检测方法研究ResearchonTransientDampingmethodforPipelineLeakDetection工程领域：仪器仪表工程作者姓名：俞逸飞指导教师：李健企业导师：无天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一七年十二月摘要随着长距离输油管道、城市地下供水管道等管道系统的长期运行，泄漏问题也日益严重，对社会及国家造成了严重的安全隐患和很大的经济损失。瞬变流检测法是近年来发展起来的重要泄漏检测手段，其中的谐波衰减法利用管道激励响应中各次谐波的衰减进行泄漏定位，具有成本低、精度高、适用性强

2、等优点，受到越来越广泛的关注。目前该检测方法在理论研究方面比较丰富，在实验室的单一直径长直管道的泄漏检测中取得了良好的检测效果。但是，实际的管道环境往往比较复杂，谐波衰减法在实际工作中的效果无法预计，要将该方法投入实际使用还需要大量的研究。本文介绍了谐波衰减法进行泄漏检测的基本原理，通过Flowmaster建立了泄漏定位检测的模型，分别对不同泄漏大小，不同泄漏位置，管道中的弯道，管径变化，以及含泵管道等实际管道中可能遇见的情况进行仿真分析，探究了不同管道环境下该方法的适用性。仿真结果表明该方法在管道直径变化不大的管道系统中

3、对微小泄漏能够准确定位检测，但是定位结果受到泄漏点位置等因素的影响。同时对该方法的激励方式进行了研究。在Flowmaster模型中，通过控制阀门的动作，改变激励信号的幅值以及波形，探究了不同激励信号对定位精度的影响。通过改变施加激励信号的位置，找到最适合进行谐波衰减法检测的激励位置点。搭建了实验平台，由管道系统、采集模块以及数据处理模块组成。管道由一个恒压水泵供水，通过阀门控制泄漏，并在管道末端安装球阀施加激励信号。用LabVIEW编写了数据采集、信号处理程序，进行了模拟泄漏实验。实验证明该方法在含有弯道的管道中，对不同位

4、置、不同流量的泄漏均能进行有效的检测定位。实验证明该方法在实际中具有广泛应用价值。关键词：瞬变流，泄漏检测，谐波分析，谐波衰减法ABSTRACTWiththelong-timeoperationofoilpipelineandurbanundergroundwatersupplypipelinesystem,theleakageproblemisbecomingmoreandmoreserious,causingsecurityrisksandgreateconomiclossestothesocietyandthecou

5、ntry.Transientflowdetectionmethodisanimportantleakdetectionmethoddevelopedinrecentyears,inwhichtheharmonicattenuationmethodhastheadvantagesoflowcost,highprecisionandstrongapplicability,attractingmoreandmoreattentionofworld-wideresearchers.Thecurrentdetectionmethod

6、iswelldevelopedintheoreticalresearch,achievingagoodresultinleakagedetectionoflongstraightpipelineinconstantdiameter,buttherealpipelineenvironmentiscomplex,andtheeffectofthismethodinpracticalworkcannotbeexpected.Themethodalsorequiresalotofresearchtobeputintopractic

7、alleakdetection.Thispaperintroducesthebasicprincipleofharmonicattenuationmethodforleakdetection,andtheleakdetectionmodelisestablishedbyFlowmaster.Pipelinesystemindifferentsituationinactualuseincludingdifferentleaksize,differentleakagelocation,pipebend,pipediameter

8、changes,andpumparesimulated,toexploretheapplicabilityofthismethodindifferentpipelineenvironment.Thesimulationresultsshowthatthemethodcandetectthemicrole