长输管线负压波法最小可检测泄漏量的研究与应用

摘要

在我国，输油管道的泄漏检测与定位的研究已经有了比较大的进展，开发出了一些可以实际应用的产品，但是关于输气管道的研究还比较少。研究和开发可以实际应用的输气管道泄漏检测和定位的方法和产品，提高对小泄漏量和缓慢泄漏量检测的灵敏度，提高定位精度，缩短检测所需要的响应时间，对于促进我国经济发展、提高安全生产效率具有极其重要的意义。 在管道泄漏监测系统中，为了适应不同方面的需要，选定了不同的算法进行泄漏的检测与定位，为了比较各种方法的性能，设定了九项性能指标对其进行综合评定，但评估方式一直处于人工进行定性分析阶段，尚未实现软件自主进行定量分析。 基于以上内容，本文主要进行了以下工作： 1．使用负压波泄漏检测与定位方法，基于输气管线的物理模型，由负压波幅值沿管线衰减的数学表达式，利用气体泄漏时泄漏流量公式推导出了输气管线中最小可检测泄漏量公式和确定了管线敏感点的方法。 2．使用实际数据在Matlab中进行仿真研究，定量分析诸如气体属性，管线长度、半径，泄漏点，管线入口、出口压力，流量，波速，仪器精度和噪声等各因素对最小泄漏量和敏感点的影响，验证了本文推导方法的可靠性。 3．基于已有油、气管线的物理模型，在输油管线相关数学表达式以及文中给出的输气管线负压波法最小可检测泄漏量的数学公式的指导下，将COM技术与管线泄漏检测系统性能评估指标相结合，研究了性能评估指标组件的架构，自主设计并实现了管线泄漏检测系统性能评估组件。同时对此组件各方面功能进行了测试。 4．将COM组件应用于我们前期自主在VS．NET平台下开发的管线泄漏检测与定位系统软件中，使得此系统软件具有对各方法进行全面性能评估的功能，以提供给用户对各种算法进行优劣性判断的依据，同时也为计算机自动选择多算法融和奠定了基础。

目录

文摘

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论文说明：图表目录

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第1章绪论

1.1长输管线的发展意义以及所产生的问题

1.2国内外管道泄漏检测技术的发展现状

1.2.1基于硬件的检测方法

1.2.2基于软件的检测方法

1.2.3综合方法的使用

1.3管道泄漏检测方法的性能评估指标

1.4本文研究的意义和主要工作

1.4.1本文的研究意义

1.4.2本文的主要工作

第2章负压波法最小可检测泄漏量的研究

2.1负压波的形成与泄漏检测基本原理

2.1.1负压波形成机理

2.1.2基于负压波法的泄漏检测原理

2.2负压波管道泄漏检测技术研究现状

2.2.1信号差法

2.2.2相关函数法

2.2.3模式识别法

2.3负压波泄漏检测定位方法

2.3.1时差定位法

2.3.2瞬态压力波定位法

2.3.3相关函数定位法

2.3.4流体力学定位法

2.4基于负压波法的最小可检测泄漏量的研究

2.4.1输气管线物理模型

2.4.2泄漏点的稳态压力计算

2.4.3泄漏点泄漏流量计算

2.4.4负压波沿管线衰减数学模型

2.4.5最小可检测泄漏量的计算

2.4.6最小可检测泄漏量影响因素分析

2.5敏感点的确定与仿真分析

2.5.1敏感点的确定

2.5.2仿真分析

2.6本章小结

第3章性能评估组件的设计与实现

3.1性能评估指标

3.2 Windows的动态链接库原理

3.2.1动态链接库的概念

3.2.2动态链接库的工作原理

3.2.3动态链接库的实现方法

3.3 COM组件技术

3.3.1 COM组件技术的特性

3.4性能评估组件的功能分析及系统结构

3.4.1性能评估组件功能

3.4.2性能评估组件结构

3.5性能评估组件的实现

3.5.1总体设计

3.5.2性能评估参数数据结构

3.6注册与卸载COM组件PECom.DLL的方法

3.7结语

第4章性能评估组件的实际应用

4.1 Visual C++.NET 2003开发平台

4.2管线泄漏检测与定位软件系统

4.3管道泄漏检测与定位系统功能模块介绍

4.3.1数据采集模块

4.3.2参数设置模块

4.3.3数据显示模块

4.3.4泄漏信息模块

4.4性能评估组件应用实例

4.5本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录