基于离散小波分析的城市燃气管道泄漏检测定位.pdf

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1、第51卷第3期化工设备与管道Vl01．51lqo．32014年6月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGJun．20l4·管道与管件·基于离散小波分析的城市燃气管道泄漏检测定位毛小虎，郝永梅，严欣明，邢志祥(1．江苏省特种设备安全监督检验研究院常州分院，江苏常州2131612．常州大学环境与安全工程学院，江苏常州213164)摘要声发射(AE)是一种极好的检测和定位埋地管道泄漏的工具，它所具有的实时连续检测的优势，极大地提高了诊断的方便性和正确性。文章运用声发射技术，模拟城市天然气管道运行状态，进

2、行管道小泄漏检测试验，结合互相关理论和离散小波变换，提出一种提高定位精度的AE检测定位分析算法，提高了泄漏信号的识别率。应用于燃气管道实地检测，结果证实该算法在燃气管道不停止运行、开挖检查被限制的情况下，能够发现管道小泄漏，并有效提高了定位精度。关键词管道泄漏：AEk~,1定位；离散小波变换；应用中图分类号：TQ050．7；TH17文献标识码：A文章编号：1009．3281(2014)03—0056—005埋地燃气管道的泄漏检测在全世界都是一个较检测分析方法，并应用到实际丁程中。难处理的问题。国内外对管道

3、泄漏检测方法的研究已1管道泄漏声发射检测原理有几十年的历史，在燃气管道的泄漏检测与定位技术虽然取得了很多成果，但因不能用仪表直接检测，埋压力管道泄漏所产生的声发射信号是广义的声地管道的泄漏检测和维护存在一些局限性和困难性。发射现象，管壁本身不释放能量，而只是作为一种传目前我国对燃气管道的泄漏检测大多采用人工地面播介质。泄漏过程中，在泄漏点处由于管内外压差，巡检方式，泄漏检测与定位的实时I生与准确性难以保使管道中的流体在泄漏处形成多相湍射流，这一射流证，操作者即使能够查到可能泄漏的管道的具体路段，不但使流体

4、的正常流动发生紊乱，而且与管道及周围因不能准确地定位泄漏的位置而不能采取相应的补介质相互作用向外幅射能量，在管壁上产生高频应力救措施。声发射技术可用于各种管道泄漏检测，包括波。该应力波携带着泄漏点信息f泄漏孔形状和大小主干管道，消防管道，穿过河流、公路或铁路基础的等)沿管壁向两侧传播，用声发射传感器拾取这种声管道、泵管和调压站管、燃气分配站管道以及炼油厂发射信号，并对其进行采集和分析处理，就可以对泄和工业管道，其可根据泄漏时流体与泄漏孑L隙产生的漏及其位置进行判断]。声发射信号判断泄漏，实现对泄漏信号的连

5、续捕捉，声发射传感器检测管道泄漏时，利用如下公式提高了管道泄漏诊断的方便性与正确性[1-3]。实现定位【7：然而城市燃气管道多为中、低压小口径管道，Rxy(t)-mxmyPxy：——(1)0y接头和阀门较多，加之用气峰、谷交替，造成燃气管式中R()为泄漏点两侧传感器信号的互相关函道压力、流量等不稳定，增加了泄漏检测信号的复杂数；m、m分别为两个传感器信号的平均值；O-y性。小波变换具有同时在时域和频域表征信号局部特分别为两个信号的均方差。征的能力，既能够刻画某个局部时间段信号的频谱信息，又可以描述某一频谱

6、信息对应的时域信息_4]。收稿日期：2013—12—23；修回日期：2014—01—20基金项目：江苏省科技支撑计划(BE2012644)干¨常州市科技支撑由此，本文基于声发射检测技术，根据互相关定位原计划(CE20125005)。理，借助小波消噪分析，模拟城市埋地燃气管道泄漏作者简介：毛小虎(1962一)，男，汀苏武进人，高级工程帅。主检测的环境和有关参数，提出较更为精确定位的泄漏要从事承压特种设备检验检测技术研究]二作。60化工设备与管道第51卷第3期程度提高了定位精度。249—256．[5]陈志刚．

7、声发射技术在泄漏检测中的应用[JJ．无损检测，(3)通过工程现场检测，促进了声发射检测技2008，3O(6)：366—368．术在燃气管道泄漏检测方面的应用，尤其在城市燃气[6]梁伟，张来斌，王朝晖．声发射检测技术在管道泄漏信号识管道不停运、开挖检查被限制情况下的小泄漏检测应别中的应用科学技术与工程，2007，7(8)：1596—1601．用作了很好的尝试，得到较为精确的定位结果，既节[7]王潜龙，冯全科，屈展，等．基于声发射与小波包理论的压约了成本，又为今后工程应用的进一步推广和深入研力管道泄漏检测[J

8、]．西安交通大学学报，2003，37(5)：515—5l8．究提供了可借鉴的经验。【8]葛哲学，沙威．小波分析理论与MATLABR2007交现【M]．参考文献北京：电子工业出版社，2007：13—157【91高成．Matlab小波分析与应用【M】．北京：国防T业出版社，MillerRK，PollockAA，FinkelP，eta1．Thedevelopment2007：18—240．ofacousticemissionforl