基于次聲波的煤氣管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)研究

【摘要】： 管道運輸業(yè)因其具有運量大、投資省、損耗低、運輸連續(xù)性、管理自動化等優(yōu)點,與公路、鐵路、水運、航空并稱為五大運輸行業(yè)。作為現(xiàn)代社會不可缺少的組成部分,煤氣管道運輸在走進千家萬戶時,卻同時帶來了不可預知的危險。 隨著煤氣管道老化和人為因素等原因,煤氣管道泄漏事故時有發(fā)生,造成了非常巨大的社會危害,因此煤氣管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)已成為當今社會的熱點。 由于現(xiàn)階段各種煤氣管道泄漏監(jiān)測方法皆存在不足,不能實時、準確、有效的對煤氣管道進行監(jiān)測,所以本文在對以前各種文獻資料的研究分析后,研究了一種新的煤氣管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。其主要工作如下: 首先介紹了現(xiàn)今煤氣管道業(yè)的發(fā)展概況以及現(xiàn)有的各種管道泄漏監(jiān)測方式,并分析了實時監(jiān)測定位的基本原理,討論了次聲波在管道中的波速公式。 其次通過實時監(jiān)測的基本定位原理分析,研究了相關分析算法和迭代算法對于管道泄漏情況的判斷,接著著重介紹了小波分析算法在實時監(jiān)測泄漏定位中的應用,再通過仿真驗證了三種算法對于泄漏定位的效果。 再次,根據(jù)城市管網(wǎng)結(jié)構(gòu),進行了城市煤氣管網(wǎng)監(jiān)測平臺的搭建。監(jiān)測系統(tǒng)采用加入輔助傳感器的方式來提高次聲波信號的采集精確性,并通過GPS時序模塊進行數(shù)據(jù)傳輸和時間校正。 最后對整個系統(tǒng)進行了模擬仿真。在MATLAB軟件平臺上,對通過ANSYS軟件模擬的原始管道信號進行算法處理,仿真結(jié)果表明此系統(tǒng)方案在泄漏監(jiān)測和定位的準確度方面都有所提高。 【關鍵詞】：煤氣管道 泄漏監(jiān)測 次聲波 信號去噪 小波分析
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TP274.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 煤氣管道運輸業(yè)概述8-11
• 1.1.1 發(fā)展現(xiàn)狀8-10
• 1.1.2 安全性問題10-11
• 1.2 管道泄漏監(jiān)測研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 論文主要內(nèi)容及安排14-15
• 第二章 次聲波理論與定位原理15-29
• 2.1 次聲波監(jiān)測原理15-17
• 2.1.1 煤氣管道次聲波的產(chǎn)生15
• 2.1.2 次聲波泄漏定位原理15-17
• 2.2 次聲波定位波速估算17-25
• 2.2.1 次聲波管道模型分析17-20
• 2.2.2 次聲波波速參數(shù)分析20-24
• 2.2.3 次聲波波速修正公式24-25
• 2.3 次聲波定位時間精確25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 泄漏與定位算法研究29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 相關分析算法用于泄漏判斷29-37
• 3.2.1 相關分析理論29-30
• 3.2.2 相關分析仿真實驗30-37
• 3.3 基于泄漏定位的迭代算法37-41
• 3.3.1 迭代算法理論37-39
• 3.3.2 迭代算法實驗39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 小波去噪與仿真實驗42-62
• 4.1 小波分析理論42-48
• 4.1.1 小波的理論來源43-45
• 4.1.2 連續(xù)小波變換45-46
• 4.1.3 離散小波變換46-47
• 4.1.4 多分辨率分析及Mallat 算法47-48
• 4.2 小波去噪與仿真實驗48-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第五章 煤氣管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)設計62-77
• 5.1 監(jiān)測系統(tǒng)所涉及平臺62-63
• 5.2 監(jiān)測系統(tǒng)總體設計63-67
• 5.2.1 城市管網(wǎng)結(jié)構(gòu)63-64
• 5.2.2 次聲波監(jiān)測裝置64-66
• 5.2.3 傳感器安裝方式66-67
• 5.3 監(jiān)測系統(tǒng)仿真實驗67-75
• 5.4 監(jiān)測系統(tǒng)綜合討論75-76
• 5.5 本章小結(jié)76-77
• 第六章 總結(jié)與展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-81
• 攻碩期間取得的研究成果81-82

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