流体管道小孔泄漏建模与仿真研究

流体管道小孔泄漏流场的研究以及数值模拟所得数据对泄漏的检测、定位技术的研究具有重要参考意义。由伯努利方程、连续性方程组成的方程组表明当上游来流速度、下游静压强一定时,泄漏孔直径大小、入口速度、管道内外静压强差将影响流场特性。基于FLUENT的输水管道小孔泄漏流场数值模拟数据表明在模拟泄漏孔径范围内泄漏速度主要由管道内外静压强差决定,管道内外静压强差与泄漏速度成正相关关系。泄漏孔处的质量流量主要由泄漏孔直径、管道内外静压强差决定,管道内外静压强差一定时泄漏孔直径与泄漏孔处质量流量成正相关关系。泄漏孔直径大小、流场入口速度、管道内外压强差对流场入出口静压强差产生影响,数据显示流场入口速度的影响最大,与流场入出口静压强差成正相关关系。     

海底长输天然气管道泄漏监测定位方法应用

本文介绍了管道泄漏检测定位方法,阐述了检测定位的性能、动态体积流量平衡检漏法及负压波法泄漏定位,基于数据通信协议,将两地实时测量的原始数据利用管道中流体流量体积守恒原理建立数学模型,在生产控制系统中进行组态,检测海管是否发生泄漏及泄漏量,建立一整套泄漏监测系统,准确地发现海底管线泄漏、泄漏定位和泄漏量大小等问题,实现海...     

基于Markov特征的油气管道泄漏检测与定位方法

针对传统的基于压力信号的管道泄漏检测方法误报率和漏报率偏高,同时定位误差较大的缺点,设计了一种基于Markov特征的管道泄漏检测与定位方法。首先,将管道压力数据构造为Markov链的形式,并提取其动态特征;然后,将所提取的特征应用于Neyman-Pearson异常检测方法之中,检测全部压力数据样本的状态,并对检测到的异常样本进行同源信号匹配,修正检测结果;最后,将相似性定位方法与连续小波定位方法结合,确定管道首末两端响应压力变化的时间差,并根据管道长度和压力波传输速度等信息,对泄漏源定位。所提方法能应用于小泄漏和缓慢泄漏的检测与定位,易于实现,误报率与漏报率显著降低,定位精度提高。通过对历史数据的分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

气体管道泄漏模态声发射时频定位方法

针对声发射信号频散特性导致基于时延估计的气体管道泄漏定位误差大的问题,提出一种基于模态声发射时频分析的泄漏定位方法。该方法采用平滑伪Wigner-Ville时频分布对两泄漏信号的互相关函数进行时频分析,利用互相关函数的时频谱可同时提取泄漏信号的时间延迟和与之对应的频率;然后根据泄漏声发射信号的主导模态的频散曲线即可确定该频率对应的声速,利用实时确定的声速和时间延迟并根据两传感器之间的距离即可确定泄漏点的位置。实验结果表明,采用时频分析的气体管道泄漏定位误差与互相关相比减少了6倍。所提出的模态声发射时频定位方法能有效抑制泄漏信号的频散,提高泄漏信号的相关性,从而更适合用于声发射管道泄漏定位。     

基于动态聚类的气体管道泄漏检测与定位

传统负压波法无法对管道已有的稳态泄漏进行检测,本文提出了一种新型的气体管道泄漏检测与定位技术,设计了管道已有稳态泄漏的实验装置。通过在管道末端主动施加外部扰动引入干扰,分析管道在此扰动信号作用下的瞬态流动,根据不同泄漏工况下管道首末端压力、流量数据的特征,用动态聚类方法设计辨识管道泄漏工况的分类器。测试结果表明,该方法能够实现气体管道已有稳态泄漏的检测与定位。     

基于动态压力信号的管道泄漏检测技术研究

本文提出基于压电传感器信号特征的管道泄漏检测方法。比较了基于压电传感器和压力传感器的管道泄漏检测的优缺点，介绍了基于压电式动态压力变送器的管道泄漏检测的系统结构、压电式动态压力变送器的外形特征和内部结构，分析了基于压电式动态压力变送器的管道泄漏信号的时、频域特征，给出了相应的检测和定位方法。实际应用表明，这种方法可以快速、准确地进行泄漏检测和定位，并能可靠地工作。     

基于BP神经网络的单传感器检测定位方法

本文研究了应用LabVIEW分析传感器在泄漏管道下不同位置拾取的泄漏信号，并提取时频域特征指标构造神经网络输入矩阵，建立了能对管道状况进行分类的神经网络模型，以检测管道泄漏的发生并进行泄漏定位。讨论了在PC机上用MATLAB进行网络仿真并应于泄漏检测中，实践表明，该方法是有效的。     

埋地金属管道地面电磁检测技术研究

本文根据埋地长输金属管道检测的实际需要，提出了主要由管道电流检测系统、管道定位仪、频率分析型检漏仪、氢气查漏仪等组成的地面电磁检测技术。该技术不需要现场开挖，就可以确定管道走向、检测防腐层老化状况、确定保护层破损点和管道泄漏点的精确位置。实际工程应用表明：该技术能快速、有效地实现埋地长输金属压力管道的无损检测和安全评定，具有创新性和重要的参考价值。     

埋地金属管道泄漏点综合检测试验研究

针对现有检测技术难以解决埋地金属管道泄漏点定位的技术难题。通过综合利用交流电压梯度检测技术及连续式瞬变电磁技术,可以确定管体壁厚异常变化区域。试验结果表明,将防腐层检测与管体检测技术相结合可以进行埋地管道泄漏点检测,定位精度约为±1．0m。     

基于DOFVS的新型压力输水管道泄漏在线监测方法

压力输水管道因内部压力及外部使用环境腐蚀等因素经常造成爆管泄漏等问题,根据管道泄漏时会引起泄漏点周围管壁振动这一特点,利用基于相位敏感光时域反射仪技术的分布式光纤振动传感技术(DOFVS)提出了一种新型压力输水管道光纤在线泄漏监测方法,此方法利用普通单模通信光纤拾取泄漏点引起的管道振动信号并进行实时检测和定位。在室内测试环境下,该系统能够检测出DN90 cm×EN2 cm普通钢制压力输水管道在0.4 Mpa压力下,泄漏孔径为4 mm的泄漏;在室外测试环境下,该系统能够检测出DN200 cm×EN2 cm普通钢制压力输水管道在0.27 Mpa压力下,泄漏量大于11 L/s泄漏孔的泄漏。此外,采用多尺度小波分解去噪方法,对监测信号中的环境噪声信号进行滤除,并取得了良好的去噪效果。     

基于小波分析消噪技术的燃气管道泄漏检测与定位

研究了基于小波分析的负压波管道泄漏检测与定位技术。并主要对小波分析消噪处理方法进行了分析。先选取合适的小波基和尺度对泄漏信号进行小波分解，再对各尺度下小波分解的高频系数进行阈值量化，并重构小波信号可得消噪后的泄漏信号。运用这种方法，可以更为精确地获得压力突降点，提高泄漏点定位的精度。通过对燃气管道泄漏检测与定位的实例分析，验证了此方法的精确性和有效性。     

长输油气管道漏磁内检测技术

长输油气管道在油气能源运输中发挥着关键作用,被称为"能源血脉"。为保证管道的安全有效运行,应定期对管道进行检测。管道漏磁内检测技术是目前国内外长输油气管道内检测领域普遍应用的检测技术,该技术以管道管体已形成的体积缺陷为检测目的,可以准确检测出缺陷面积、程度、方位等信息。对油气管道漏磁内检测技术原理和影响因素等进行归纳总结,阐述了管道漏磁内检测中轴向励磁和周向励磁等关键技术的国内外研究现状,对国内外漏磁内检测器的检测能力进行对比,介绍了漏磁信号的处理方法及管道的完整性评价技术,最后提出了管道漏磁内检测行业的未来展望。     

基于稳态模型的气体管道泄漏定位方法的研究

基于管道中气体流动的稳态模型,根据对温度的处理方式,分别提出气体管道泄漏定位的等温定位法和变步长龙格-库塔法。通过实际气体管道泄漏的实验验证对模型法的应用场合进行了分析,并对两种方法的定位效果进行了对比。通过非等温天然气管道泄漏的仿真试验,对温差大小、气体特性估算的准确度和算法中模型的简化程度对定位效果的影响进行了研究。仿真研究表明,管道两端气体特性估算的准确程度决定了算法的定位精度,而算法中的管道模型可以进行适度的简化。此外,变步长的龙格-库塔法在非等温管道上的泄漏定位效果要优于等温定位法。     

气体管道泄漏声源特性声发射试验研究

对气体管道泄漏孔处声源进行了声发射检测试验,分析了气体泄漏产生声发射的原因,通过对不同泄漏孔直径、不同泄漏内压情况下的声发射信号处理与分析,得出气体管道泄漏声源的频率范围及幅度随管道内部压力、泄漏孔径的变化影响规律,并与管道气体泄漏的数值模拟结果进行了对比分析,试验研究结果为气体管道泄漏声发射检测提供依据。     

Leakage location system for oil pipeline on basis of stress wave detection

An online monitoring system was developed for rapidly determining the exact location of the holing position in an oil pipeline by monitoring and analyzing the characteristics of the strain wave caused by the hole. The system has a master-slaver computer structure based on a remote wireless network. The master system takes charge of managing and controlling the whole system, identifying the holing stress wave, and calculating the holing position. The slaver system is responsible for sampling the strain wave signal from the pipeline. The characteristics of the strain wave signal are extracted by a Hilbert-Huang transform based on a signal processing approach. The exact holing position can be obtained by a time delay locating method with stress wave characteristics. The experimental results of the in-service pipeline show that the average locating error of the system is less than 10 m, the accuracy ratio for the holing alarm is more than 90%, and the time that the system takes to respond to the leakage is less than 10 s. __________ Translated from Chinese Journal of Scientific Instrument, 2007, 28(6): 1012–1017 [译自: 仪器仪表学报]     

压力管道漏损探测系统设计与应用

地下压力管道敷设在地下具有隐蔽性,由于管网材料、施工、使用、运行、外部环境、管理等因素,造成管网漏损现象非常普遍。查找压力管道漏点位置主要采用听漏判别法,通过对不同漏点的声音进行判别,从而确定漏点的位置。该文通过设计一套压力管道漏损探测系统,在管道组不同子管路上模拟漏水点,且在子管路上迅速切换,以分辨和掌握不同管材、管径、流速的漏点声音特质;通过各种阀门的开闭来模拟漏水点;最后通过对压力管道漏损量计算,检验系统的可行性。     

Leakage location system for oil pipeline on basis of stress wave detection

An online monitoring system was developed for rapidly determining the exact location of the holing position in an oil pipeline by monitoring and analyzing the characteristics of the strain wave caused by the hole. The system has a master-slaver computer structure based on a remote wireless network. The master system takes charge of managing and controlling the whole system, identifying the holing stress wave, and calculating the holing position. The slaver system is responsible for sampling the strain wave signal from the pipeline. The characteristics of the strain wave signal are extracted by a Hilbert-Huang transform based on a signal processing approach. The exact holing position can be obtained by a time delay locating method with stress wave characteristics. The experimental results of the in-service pipeline show that the average locating error of the system is less than 10 m, the accuracy ratio for the holing alarm is more than 90%, and the time that the system takes to respond to the leakage is less than 10 s.     

天然气管道球阀内漏发声机理及检测试验

球阀作为高压天然气输送管道的主要设备,其内漏时的喷流气体会产生声发射信号,通过研究该声发射信号特征规律将有助于阀门内漏流量量化检测。针对这一问题,进行了天然气输送管道球阀内漏发声机理和检测试验研究,分析了阀门内漏声发射现象产生的机理和内漏流量检测评价方法。在此基础上,应用声发射检测系统对3种不同尺寸内漏球阀进行了检测试验,通过试验分析了球阀在不同内漏流量下的声发射信号频谱特征分布规律,并采用小波包分析方法进行信号特征参数(信息熵、均方根、频域峰值)提取。拟合特征参数与内漏流量关系曲线,采用R~2(确定系数)指标对曲线拟合程度进行评价,评价结果表明,采用均方根值(root mean square,简称RMS)的曲线拟合程度最高(R2为0.979),可以用于天然气输送管道球阀内漏流量的量化检测。