一种新的燃气泄漏检测方法.pdf

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1、一种新的燃气泄漏检测方法齐元利,等一种新的燃气泄漏检测方法ANewMethodofGasLeakageDetection齐元利马燕张相芬李顺宝张玉萍(上海师范大学信息与机电工程学院,上海200234)摘要:为了检测城市管道燃气泄漏,搭建了燃气管道运输试验平台采集燃气信号。由于泄漏声发射信号模式复杂、内容多样、变化迅速,分别采用小波分解与小波重构的方式对信号进行分解处理,并根据原信号突出特征重构信号。考虑到泄漏信号与非泄漏信号的模式复杂程度不同,提出了基于近似熵的判别方法。试验结果表明,两种信号的近似熵值差距明显

2、,可以作为区分两种信号的依据,同时说明近似熵的方法可以用于燃气泄漏检测。关键词:天然气燃气泄漏声发射离散小波变换小波分解小波重构近似熵信号采集中图分类号:TH7;TP212文献标志码:ADOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201611007Abstract:Inordertodetecttheleakageofurbangaspipelines,theexperimentalplatformofgaspipelinetransportationisbuilttocollectth

3、egassignal.Duetotheacousticemissionsignalofleakageisfeaturingcomplexpatterns,diversecontentsandrapidchanges,thesignalisdecomposedandprocessedbyusingwaveletdecompositionandwaveletreconstructionrespectively;andthecharacterizedreconstructedsignalishighlightedin

4、accordancewiththeoriginalsignal.Consideringthedifferencecomplexityofpatternsofleakagesignalandnon-leakagesignal,thediscriminationmethodbasedonapproximateentropyisproposed.Theexperimentalresultsshowthattheobviousgapexistsbetweentheapproximateentropyvaluesoftw

5、okindsofsignals,thusthesecanbeusedtodistinguishtwokindsofsignals;themethodofapproximateentropycanbeusedforgasleakagedetection.Keywords:NaturalgasGasleakageAcousticemissionDiscretewavelettransformWaveletdecompositionWaveletreconstructionApproximateentropySign

6、alacquisition小波重构后,分析重构后的信号可以更好地反映声发0引言射信号的特性。近似熵可以描述声发射信号的复杂[5]相对于其他燃料,具有绿色环保、经济实惠、安全性,能够预测信号新模式产生的概率。近似熵越大,可靠等特点的天然气的使用越来越普及。如今,天然说明信号越容易产生新的模式,信号自身越复杂。信气已经通过燃气管道走进千家万户,给人们的生活带号的复杂度也可以作为区分信号的一个依据。所以,来了很大便利。同样,天然气的易燃易爆性和一定的本文使用小波重构和近似熵结合的方法,进行燃气泄毒害性等性质,也使天然

7、气的使用存在一定安全隐患,漏检测。[1]这就需要解决燃气泄漏的检测问题。不管燃气以何1方法介绍种方式泄漏,由于压强的作用,管道部分区域应力集中,燃气和管道之间会快速释放能量并产生瞬态弹性①小波变换及重构。[2]波,这种弹性波被称为声发射信号。声发射信号使若在可积函数空间存在任意函数ψ(t)满足管道材料产生振动,从而将信息传递到管道表面。该¥∫ψ(t)dt=0,则ψ(t)函数就是基本小波或者母小振动可以由声发射传感器获取,经过放大处理后,可以-¥记录或显示很多信号特征。声发射信号的产生具有多[6]1t-τ波函数。

8、令ψ(t)=ψ()是对基本小波a,τ样性、突发性以及不确定性,经由介质传递和传感器频aa响特性影响之后,更难以利用理论加以计算,由此,声ψ(t)的位移与尺度伸缩,尺度参数a能够使基本小波[3]发射信号表现出非线性的动力学特性。函数ψ(t)在时间轴作伸缩变化,间接代表频域特性,[4]根据已有的相关研究发现,将声发射信号进行一般规定a>0;参数τ反映小波函数的时移特性,其[7]值可正可负。