基于负压波法的泄漏检测研究

摘要

管道运输在输送气体、流体、浆体等方面具有独特的优势，已成为继铁路、公路、水路、航空运输之后的第五大运输工具。由于不可避免的老化、腐蚀及打孔盗油等原因，管道泄漏时有发生，严重干扰了正常生产，造成了巨大的经济损失和环境污染。所以，加强管道泄漏监测与定位技术的研究与应用，对于发现管道泄漏，打击盗油行为，保护环境，减少企业经济损失，提高企业的自动化水平具有非常重要的现实意义。 本文对国内外的多种泄漏监测技术进行了研究和对比，结合实际，改进了负压波传播速度公式，提出了消除首、末端压力传感器动态响应时间差的方法，采用GPS来统一首末端数据采集系统的系统时间，提高定位精度。分析了泄漏信号特征，对信号的提取和处理进行了相关的计算机实验，提出了针对现场应用的小波变换滤波去噪法。将人工神经网络法应用到管道压力信号的特征识别上，所提取的特征向量，可以作为泄漏检测的依据，来判定泄漏是否发生。同时兼顾到泄漏判断的准确性，提出了RBF神经网络识别管道的运行状态，可以根据大量提取的特征向量来判断泄漏的发生。结合MATLAB和LabVIEW的优势，实现了两者的接口技术。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1我国油气管道发展综述

1.1.1我国油气管道发展历程

1.1.2我国油气长输管道的基本概况

1.2管道泄漏监测的意义

1.3国内外研究现状

1.3.1国外输油管道泄漏检测技术现状

1.3.2国内输油管道泄漏检测技术现状

1.4花格输油管道泄漏检测技术现状

第二章负压波泄漏检测技术研究

2.1负压波泄漏检测的基本原理和关键问题

2.1.1负压波泄漏检测原理

2.1.2负压波传播速度基础研究

第三章输油管道泄漏检测定位分析

3.1时间差对定位准确的影响

3.1.1 GPS校正首、末端计算机系统的时间

3.1.2压力变送器的动态响应时间差

3.2瞬态负压波传播速度的确定

3.2.1花格管道负压波传播速度理论计算

3.2.2算例

3.2.3现场试验法确定负压波波速

第四章虚拟仪器技术在泄漏检测系统中的应用

4.1虚拟仪器基本特性及组成

4.1.1虚拟仪器基本特性

4.1.2虚拟仪器组成

4.1.3虚拟仪器图形软件开发平台LabVIEW

4.2 MATLAB在泄漏检测中的应用

4.2.1 MATLAB简介

4.2.2 MATLAB的优势和特点

4.3 LabVIEW与MATLAB接口技术

4.3.1基本原理

4.3.2应用方法

第五章花格管道泄漏检测技术完善方案及应用分析

5.1基于软件的信号处理方案

5.1.1 小波分析滤波去噪

5.1.2人工神经网络模式识别

5.2基于硬件的运行规律方案

5.2.1长输管道运行工况规律

5.3其他硬件方法

5.4方案总结

5.5现场试验

5.5.1花格线概况

5.5.2现场数据

5.5.3 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢