基于次声波的煤气管道泄漏监测系统研究

【摘要】： 管道运输业因其具有运量大、投资省、损耗低、运输连续性、管理自动化等优点,与公路、铁路、水运、航空并称为五大运输行业。作为现代社会不可缺少的组成部分,煤气管道运输在走进千家万户时,却同时带来了不可预知的危险。 随着煤气管道老化和人为因素等原因,煤气管道泄漏事故时有发生,造成了非常巨大的社会危害,因此煤气管道泄漏监测系统的研发已成为当今社会的热点。 由于现阶段各种煤气管道泄漏监测方法皆存在不足,不能实时、准确、有效的对煤气管道进行监测,所以本文在对以前各种文献资料的研究分析后,研究了一种新的煤气管道泄漏监测系统。其主要工作如下: 首先介绍了现今煤气管道业的发展概况以及现有的各种管道泄漏监测方式,并分析了实时监测定位的基本原理,讨论了次声波在管道中的波速公式。 其次通过实时监测的基本定位原理分析,研究了相关分析算法和迭代算法对于管道泄漏情况的判断,接着着重介绍了小波分析算法在实时监测泄漏定位中的应用,再通过仿真验证了三种算法对于泄漏定位的效果。 再次,根据城市管网结构,进行了城市煤气管网监测平台的搭建。监测系统采用加入辅助传感器的方式来提高次声波信号的采集精确性,并通过GPS时序模块进行数据传输和时间校正。 最后对整个系统进行了模拟仿真。在MATLAB软件平台上,对通过ANSYS软件模拟的原始管道信号进行算法处理,仿真结果表明此系统方案在泄漏监测和定位的准确度方面都有所提高。 【关键词】：煤气管道 泄漏监测 次声波 信号去噪 小波分析
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP274.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 煤气管道运输业概述8-11
• 1.1.1 发展现状8-10
• 1.1.2 安全性问题10-11
• 1.2 管道泄漏监测研究现状11-14
• 1.3 论文主要内容及安排14-15
• 第二章 次声波理论与定位原理15-29
• 2.1 次声波监测原理15-17
• 2.1.1 煤气管道次声波的产生15
• 2.1.2 次声波泄漏定位原理15-17
• 2.2 次声波定位波速估算17-25
• 2.2.1 次声波管道模型分析17-20
• 2.2.2 次声波波速参数分析20-24
• 2.2.3 次声波波速修正公式24-25
• 2.3 次声波定位时间精确25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 泄漏与定位算法研究29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 相关分析算法用于泄漏判断29-37
• 3.2.1 相关分析理论29-30
• 3.2.2 相关分析仿真实验30-37
• 3.3 基于泄漏定位的迭代算法37-41
• 3.3.1 迭代算法理论37-39
• 3.3.2 迭代算法实验39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 小波去噪与仿真实验42-62
• 4.1 小波分析理论42-48
• 4.1.1 小波的理论来源43-45
• 4.1.2 连续小波变换45-46
• 4.1.3 离散小波变换46-47
• 4.1.4 多分辨率分析及Mallat 算法47-48
• 4.2 小波去噪与仿真实验48-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第五章 煤气管道泄漏监测系统设计62-77
• 5.1 监测系统所涉及平台62-63
• 5.2 监测系统总体设计63-67
• 5.2.1 城市管网结构63-64
• 5.2.2 次声波监测装置64-66
• 5.2.3 传感器安装方式66-67
• 5.3 监测系统仿真实验67-75
• 5.4 监测系统综合讨论75-76
• 5.5 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-81
• 攻硕期间取得的研究成果81-82

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