基于聲紋比對的天然氣管道泄漏檢測技術研究

【摘要】：天然氣的管道輸送作為最普遍的天然氣運輸方式在我國國民經(jīng)濟的發(fā)展中起到了越來越重要的作用。天然氣輸送管道發(fā)生泄漏會造成極大的危害,經(jīng)濟損失十分嚴重。目前已應用的管道泄漏檢測技術中,基于神經(jīng)網(wǎng)絡模型的泄漏診斷方法最為普遍。基于模型的泄漏診斷技術,要求模型具有較高的泛化性、要求樣本豐富,而這些又都是難以得到滿足的。 本文從壓電傳感器的信號放大入手,分析、比較了壓電傳感器的電壓源模型和電荷源模型,設計了基于電荷分級放大的壓電信號變送器、面向管道泄漏監(jiān)測的基于ARM處理器的專用RTU和管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)結構。 在以上述硬件系統(tǒng)采集現(xiàn)場信號的基礎上,從信號處理速度和去噪效果兩個方面分析、比較了移動平均濾波、小波分解和經(jīng)驗模態(tài)分析三種信號去噪方法的去噪效果,確定了基于小波分解與重構的實時監(jiān)測信號在線去噪方法。在此前提下,提出了基于聲紋比對的泄漏診斷方法。以現(xiàn)場采集的不同信噪比的泄漏信號為對象,詳細介紹了基于聲紋比對方法的泄漏信號特征提取過程,分析、比較了泄漏信號特征的顯著度和泄漏診斷的可靠性。最后設計了基于Qt編程語言的算法動態(tài)庫。 現(xiàn)場實際應用結果表明：基于聲紋比對的天然氣管道泄漏檢測方法,泄漏診斷可靠,極大地消除了系統(tǒng)的誤報和漏報,為天然氣管道泄漏監(jiān)測提供了一種新的、有效的技術手段。 【關鍵詞】：天然氣管道 泄漏檢測 聲紋比對 可靠報警
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TE973.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 天然氣管道概況12-13
• 1.2 天然氣管道泄漏檢測方法分析13-16
• 1.2.1 管道泄漏檢測技術介紹13-15
• 1.2.2 信號及信息處理技術15-16
• 1.2.3 特征提取及泄漏診斷16
• 1.3 課題研究意義及主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 天然氣管道泄漏檢測系統(tǒng)硬件實現(xiàn)18-30
• 2.1 監(jiān)測系統(tǒng)結構18-19
• 2.2 泄漏監(jiān)控儀表的電路實現(xiàn)19-27
• 2.2.1 壓電式傳感器特性19-20
• 2.2.2 壓電式壓力傳感器的等效電路20-22
• 2.2.3 變送器放大電路22-27
• 2.3 RTU的硬件實現(xiàn)27-30
• 第三章 管道泄漏聲紋比對算法研究30-58
• 3.1 聲紋比對算法實現(xiàn)30-33
• 3.2 算法具體步驟33-36
• 3.3 泄漏位置定位算法介紹36-38
• 3.4 聲紋比對算法在天然氣管道泄漏監(jiān)測中的應用38-47
• 3.5 多區(qū)間特征神經(jīng)元網(wǎng)絡分類法47-58
• 3.5.1 區(qū)間特征提取49-52
• 3.5.2 多區(qū)間特征神經(jīng)元網(wǎng)絡分類法的應用52-58
• 第四章 泄漏診斷算法動態(tài)庫的編寫與調用58-64
• 4.1 動態(tài)庫的編寫與調用58-60
• 4.2 動態(tài)庫測試程序60-64
• 第五章 結論與展望64-66
• 5.1 結論64-65
• 5.2 論文的創(chuàng)新點65
• 5.3 展望65-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-72
• 研究成果及發(fā)表的學術論文72-74
• 作者簡介74-75
• 附錄75-76

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