基于小波分析和虚拟仪器的管道泄漏检测分析

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1、中文摘要论文题目：基于小波分析和虚拟仪器的管道泄漏检测研究年专业：机械电子工程硕士生：蔡培升(签名)指导教师：吴伟(签名)要为了保障管道安全运行，将泄漏事故造成的损失降到最小，需要研究泄漏检测技术，迅速、可靠地对泄漏进行检测，准确地报告泄漏范围和程度是泄漏检测的关键技术。管道泄漏检测是多领域、跨学科的研究课题，涉及到管道流体力学、热力学、传感技术、信号处理、计算机技术等多个学科。本论文基于负压波、小波分析和虚拟仪器技术对泄漏检测技术进行了深入研究，其研究内容是陕西省教育厅专攻科研计划项目“陕北油田油气长输管道泄漏研究”的一部分，本论文完成的主要工作有：1．分析了当前

2、管道运输的发展趋势，并对常用的管道泄漏检测方法进行了对比分析与研究。选择了国内油田常用的负压波泄漏检测方法作为研究对象，指出了常负压力波波速定位方法的局限性；根据管道内的流体温度随传输距离变化的规律，指出了温度变化对管道内负压力波传播速度的影响。提出用以消除首末站压力传感器动态响应时间差的方法，采用GPS来同步首末端数据采集系统的系统时间。改进了负压波定位公式，采用了Romberg算法求解数值积分，利用二分法搜索泄漏点的位置。分析了现场复杂工况对泄漏检测结果的影响，并给出了基于双传感器和压力流量联合判断的解决策略，降低了泄漏检测的误报警率。2．研究了基于小波分析的信

3、号去噪技术，将其应用到实际采集到的管道压力信号上并在MATLAB中进行了仿真试验，结果提高了接收信号的信噪比；分析了小波变换与信号奇异性之间的关系，利用其检测出管道发生泄漏时压力信号的突变点，精确确定了负压波到达管道两端的时间差。3．采用虚拟仪器技术，在LabVIEW中设计了一套石油管道泄漏检测系统。利用MATLAB和LabVIEW混合编程的方法完成了系统软件的开发工作，实现了对管道进行泄漏检测、报警并定位的功能。系统主要包括用户界面、数据采集模块、数据分析模块、泄漏报警与定位模块、参数设置、数据操作与查询模块。4．分析和研究了泄漏检测系统的主要性能指标，就如何提高

4、泄漏检测系统灵敏度和稳定性的作出分析并提出解决方法，并从系统反应时间和定位精度的角度出发，通过计算，确定了所采用方法进行泄漏检测的误差范围为lgm～24m，满足了工程实际提高定位精度的需要。关键词：管道泄漏检测负压波小波分析虚拟仪器LabVIEW论文类型：应用研究本文得到了陕西省教育厅专攻科研计划项目“陕北油田油气长输管道泄漏研究"的项目资助(项目编号06KJ207)Ⅱ英文摘要Subject：ResearchofOilPipelineLeakageDetectionBasedonWaveletAnalysisandVirtualInstrumentsSpecialt

5、y：MechanicalEelectronicEngineeringName：CaiPeisheng(signatureInstructor：WuWei(signature)W“w劬AbstractInordertoguaranteethesafeoperationofpipelineandminimizethelosscausedbyleakageaccidents，itisnecessarytostudytheleakagedetectingtechnology,andthekeytechnologyistodetecttheleakagerapidlyandr

6、eliably,aswellasreturntheleakagerangeanddegreeaccurately．Pipelineleakagedetectionisamulti-fieldobject，whichincludesmanysubjectssuchaspipelinehydrodynamics，thermodynamics，sensortechnology,signalprocessingandcomputertechnology．Theleakagedetectiontechnologybasedonnegativepressurewave，wave

7、letanalysisandvirtualinstrumentisresearchedthoroughlyinthisdissertation．ThemaineffortsCanbesummarizedasthefollowingaspects：1．Thetrendofpipelinetransportationdevelopmentandmethodsofpipelineleakagedetectionisintroducedandcompared．Thenegativepressurewavemethod，whichisutilizedtodetectlea