管道附件影响的管道声发射信号衰减特性

以包含多种附件的液体和气体管道为对象,开展复杂结构管道声发射信号的衰减特性研究。通过采集不同流量压力下管道本体的声发射信号,分析其幅值衰减规律,并用DB8小波包与快速傅里叶变换(FFT)研究管道声发射信号成分变化。通过采集阀门、法兰、流量计等6种管道附件前后的声发射信号并分析衰减规律,发现对声发射信号衰减影响最大的管道部件为电磁流量计。之后重点分析了法兰上螺栓连接紧固程度对信号幅值和频率成分的影响,实验结果表明,螺栓紧固程度越高,声发射信号衰减越小。本文的相关研究结论对工程中进行输油或输气管道进行声发射检测时的传感器布设决策具有集成化的参考价值。     

管道数据检测抗干扰信号采集箱设计探讨

在进行管道信号数据检测时,因为管道中的油品使用的泵,采用了变频器(变频泵)进行节能。因此不可避免的对检测的信号进行了干扰,为此设计了抗电磁干扰的信号采集箱。本文以设计研究实验为基础,分析了电磁干扰的要素和抑制,提出滤波器方案的改进并且完成实测,希望对改善管道电磁干扰有一定的理论和实践意义。     

油气管道安全分布式光纤预警系统研究

研究了一种新型的基于Mach-Zehnder光纤干涉仪的油气管道安全分布式光纤预警系统及其基于小波包的信号分析方法。该预警系统沿管道同沟敷设光缆,利用其中的三条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器,实时地检测管道沿途所发生的泄漏及其他异常事件,并采用基于小波包分析的"峭度-状态"法辨别管道沿线所发生的异常情况。最后对现场实验数据及其信号处理结果进行分析,结果表明该预警系统可以有效地对管道周围发生的泄漏和其他异常情况进行检测和辨别。     

单通道通信信号盲分离方法的研究进展综述

单通道盲信号分离（SCBSS）技术相关理论与实践应用不断完善，SCBSS方法的研究取得了较大的进展。在分析国内外大量学术研究成果的基础上，基于通信信号盲信号分离（BSS）技术的应用逻辑提出了一种新的BSS技术分类框架。该框架依据不同应用场景对BSS系统输出结果的要求，将BSS问题划分为多信号波形分离、单信号波形分离、多信号符号序列分离以及单信号符号序列分离4个层次，并系统性地梳理了SCBSS技术的研究现状。同时，综述了现有基于数据驱动的SCBSS研究现状，并探究了基于数据驱动的SCBSS技术目前亟待解决的问题和解决思路。最后，对SCBSS的几个潜在研究方向进行了分析和展望，旨在为SCBSS的研究和应用提供参考。     

基于小波变换和独立分量分析的含噪混叠语音盲分离

含噪混叠语音的分离是语音信号处理中的重要研究问题。该文针对语音信号的非平稳特性与不同语音源之间的相互独立性,提出用小波变换与独立分量分析相结合的方法来进行分离。首先利用小波变换分别对各含噪混叠语音进行消噪,然后用独立分量分析的方法对消噪后的混叠信号进行分离,最后进一步对分离信号作矢量归一和再消噪处理,得到各个语音源信号的最终估计。仿真结果表明这种方法取得了很好的分离效果。     

基于导波模态对称曲线的管道近焊区缺陷识别

研究了模态对称曲线辅助识别管道近焊区缺陷的可行性。通过建立导波检测系统,基于导波模态对称检测理论,设计模态对称算法并绘制模态对称曲线,用于管道近焊区缺陷的识别,采集管道近焊区缺陷试验信号进行分析。结果表明,管道近焊区导波模态对称曲线幅值在缺陷处升高,且随着缺陷的截面积比的加大而增高。通过对回波信号进行小波包能量谱分析,发现回波信号的能量在缺陷处聚焦,验证了用模态对称曲线辅助识别管道近焊区缺陷的有效性。     

基于信息极大化的ICA算法研究

独立成分分析是在缺乏混合系统和源信号先验知识的条件下,仅通过观测信号来恢复出源信号,已经成为数字信号处理的重要研究方向。文中在研究独立成分分析理论的基础上,介绍了一种基于信息极大化的分离算法,并对混合音频信号进行仿真试验,成功分离出了混合信号中的各个独立成分,仿真结果验证了信息极大化分离算法在语音增强和助听器功能改善方面的优越性,具有一定的理论研究和应用价值。     

基于3×3耦合器的环型Sagnac干涉仪管道监测系统实验研究

利用基于3×3耦合器的Sagnac光纤干涉仪分布式 光纤振动传感器,构建管道安全监测系统,实现对长距离输油气 管道沿线进行实时安全监测,判断管道沿线是否有威胁管道安全的行为发生并进 行定位。监测系统采用环型结构 Sagnac光纤干涉仪,利用3×3耦合器对光信号相位有调制作用的特点,无需进行特定的相位 调制和解调,优化了光路,提 高了信号处理精度。给出了光波的相位调制和理想状态下外扰动行为的定位表达式,阐述了 系统的工作和定位原理。根据 光路设计和定位理论建立了Sagnac环型结构实时监测实验系统,开发了监测系统实验软 件,利用选定的扰动信号源, 通过外扰动行为产生的不同频率扰动信号对光信号产生调制,并对所接收的干涉光信号进行 分析和定位的实验研究,实验结果表明,对100～500Hz的外扰动信 号,定位计算结果最大相对误差为1.23%。本文构建的管道监测系 统 不仅能迅速地监测到高频的外扰动信号,还能有效地监测到低频的外扰动信号,为管道沿 线进行实时安全监测和对扰动位置的实时定位提供有效的技术保障。     

充液管道中声发射波的传播及衰减特性研究

分析了声发射波在液体载荷作用下管道中的声学特性,并对钢管中的几种不同模态的声发射波在液体管道中的传播和衰减特性进行了测量。以一条长41.4 m的充水管道为例,对水载作用下的声发射管道泄漏检测及定位技术进行了研究,当管道内压力为0.6 MPa,两传感器相距40 m时,采用相关分析等信号处理方法,可检测到直径1 mm的针孔形泄漏,相对定位误差为2.9%。     

基于分布式光纤测温的水管泄漏检测与定位

利用基于拉曼散射和光时域反射技术相结合的分布式光纤测温系统,对自来水管道进行泄漏检测和定位实验研究。分析了系统的温度分辨率和水管道泄漏时泄漏点处的温差情况。选取长200 m和700 m的传感光纤对水管道进行泄漏定位实验,并对检测信号进行小波变换分析处理,最后统计对比了检测系统的漏警率。实验结果表明,该系统运行稳定且能够准确识别管道泄漏情况并进行泄漏定位,定位误差≤1 m。     

ICA及其在阵列信号处理中的应用研究

独立成分分析（Independent Component Analysis,ICA）是一种有效的盲信号分离（Blind Source Separation,BSS）方法。当目标源信号相互独立时,它能从多通道的混合观测信号中将目标源信号分解开来。本文通过对ICA的详细介绍,对比了ICA模型和阵列信号处理模型的特点,分析了二者的关系,并就二者的综合应用进行了研究,同时对盲波束形成、雷达信号分选和外辐射源雷达信号分离等典型应用进行了介绍和评价。     

基于FastICA的混合音频信号盲分离

独立成分分析（ICA）作为一种有效的盲源分离技术已成为信号处理领域的热点,它以非高斯源信号为研究对象,在统计独立的假设下,对多路观测到的混合信号进行盲信号分离。为了提高算法的收敛速度和稳态精度,介绍了独立成分分析的基本原理,以及利用FastICA算法进行信号分离的理论依据,引入了改进的非线性函数,运用Matlab进行仿真比较3种非线性函数下的分离性能和改进的非线性函数在不同θ下的分离性能,结果表明在综合因素的考虑下,该改进函数在实现混合音频信号盲分离方面比改进前更有效。     

盲信号分离及盲信号抽取研究

盲信号分离技术是将混合信号中的源信号分离出来的一种功能强大的信号处理方法,已成为信号处理领域的研究热点。阐述了盲信号分离的发展现状,介绍了盲信号分离问题的数学模型,给出了盲源分离的基本思想。对盲信号分离算法进行了研究,阐述了盲信号分离几种典型算法的特点及性能,对与盲信号分离紧密相关的盲信号抽取算法进行了总结,并对盲信号分离的进一步研究进行了展望。     

基于导波能量差的管道缺陷周向定位实验研究

针对超声导波检测需通过对回波信号进行分析而得到管道健康信息,而无法反映缺陷的周向位置信息的问题。文中采用超声导波方法对管道缺陷周向定位进行了研究,分析了超声导波在管道中遇缺陷后的能量分布,以及周向定位的原理。根据F(1,3)模态导波周向波数只有一个的特性,提出了象限能量差定位缺陷方法,并对该方法进行了实验研究,结果表明,方法可以准确地判定出缺陷所在周向位置。     

单通道混合信号盲分离算法

介绍了单通道混合信号的概念及盲源分离的现状,对实时线性混叠盲分离方法展开研究,分类探讨基于变换域滤波、多参数联合估计、符号序列与信道参数联合估计以及多维映射的单通道混合信号盲分离方法,分析比较各类盲源分离方法的处理对象、前提条件和优缺点,并进行了总结.最后通过仿真实验分析了基于粒子滤波与编码辅助的单通道盲分离方法中粒子数目、编码方式、源信号幅度比和频差等对分离算法性能的影响.     

经验模态分解与独立分量分析融合的谐波信号的提取

检验系统保密性能重要的手段之一是混沌信号分离。近年来,很多学者利用盲源分离技术来提取混沌背景下的谐波信号。结合经验模态分解和独立分量分析各自的优点,本文对谐波信号使用经验模态分解与独立分量分析相结合的算法对混沌信号进行分离,验证算法的可行性,解决了独立分量分析对单一信号分析的弊端。     

分数低阶矩的信号盲分离方法

具有尖峰脉冲特性的α稳定分布信号或噪声不存在二阶及二阶以上的统计量,传统基于二阶统计量(SOS)或高阶统计量(HOS)盲分离和独立成份分析(ICA)算法效果不理想,甚至失效。对脉冲噪声环境下的盲分离技术进行了研究,推导出一种基于分数低阶矩的信号盲分离算法,并进行了仿真检验,结果表明所提出的方法对实现α稳定分布信号或含有α稳定分布噪声的信号盲分离效果很好,并具有良好的韧性。     

基于次声波的输气管道泄漏检测系统

天然气管道的建设加速发展,管道安全运行显得尤为重要。文章介绍的次声波输气管道检测系统基于FPGA技术对输气管道内的次声波信号进行采集和分析,将检测后的信号通过Zig Bee模块无线传输到数据中心,实现快速信号检测以及智能化监测功能。     

同频重叠信号的单通道盲分离方法综述

同频重叠信号单通道分离在信号分离领域具有广阔的应用前景,成为近年来信号处理领域研究的热点之一.在回顾了自然信号单通道分离方法的基础上,对同频重叠信号的单通道盲分离方法作了详尽的分析,总结了国内外的研究成果,讨论了现有理论和方法的优缺点及应用条件,最后指出了今后可能的进一步研究方向.     

利用时频域稀疏性的LFM信号盲源分离方法

信号分离是雷达电子对抗的重要环节。考虑到雷达信号在时频域具有稀疏性的特点,在独立分量分析的基础上,提出了一种基于时频域稀疏性的线性调频雷达信号盲源分离方法。首先对混合信号进行短时傅里叶变换,在每个频点利用自然梯度算法分离信号,由分离信号幅度的比值作为对源信号后验概率的估计;然后根据相邻频点后验概率序列的相关性进行排序,确保各个频点的分离信号属于同一个源信号;最后设计时频掩码分离信号。进行了线性调频雷达信号卷积混合的盲分离实验,所提方法分离结果明显优于传统独立分量分析方法的分离结果,验证了该方法的有效性。