基于虚拟仪器的管道破坏监测系统设计与开发

《基于虚拟仪器的管道破坏监测系统设计与开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、浙江大学信息科学与工程学院硕士学位论文基于虚拟仪器的管道破坏监测系统设计与开发姓名：顾江申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：周泽魁20070501浙江大学硕士学位论文摘要管道运输是与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输工具之一，在和我们日常生活密切相关的城市供水系统中发挥着重要的作用。近年来水管道人为损坏越来越严重，迫切需要～种可以监测管道破坏活动的方法，从而有效减少水资源的浪费。本文通过大量查阅相关文献，针对国内外管道破坏实时监测的研究现状，提出了采用声检测技术对管道破坏活动进行监测的方法；并对声信号易受强背景噪声干扰而使破坏点定位精度降低的问题，提出了

2、基于独立分量分析的去噪方法；然后采用虚拟仪器技术构建了一套管道破坏监测系统，并进行了硬软件设计；最后在实验室输水管道上进行了破坏活动的监测及定位实验研究。具体工作及成果如下：(1)．采用虚拟仪器技术，设计构建了一套基于声信号检测的管道破坏监测系统。根据管道破坏检测原理和相关分析理论，选择管道发生破坏时产生的声发射信号为研究对象，通过对声学传感器拾取的信号进行相关分析来实现管道的实时监测与破坏点的定位，并将监测系统应用于实验室输水管道，在不同的管道破坏情况下(破坏类型和破坏点位置不同)进行了实验研究。(2)．提出了一种新的基于独立分量分析的管道破坏信号去噪方法。经典的FastIC

3、A算法用代价函数来近似估计变量的非高斯性，只有当代价函数与变量概率密度函数的对数成比例时，才能取得较好效果，但是实际工程信号的概率密度函数通常难以确定，因此FastICA对其的分解效果并不理想。本文通过采用经验特征函数来度量信号非高斯性的方法，改进了FastICA算法，其能有效的对不同概率密度函数信号进行分解，克服FastlCA算法的不足。通过仿真及实验分析，证明了该算法的有效性。(3)．开发了基于图形化编程环境LabVIEW的监测系统上位机软件。监测系统上位机软件即上层管理单元，是系统实现各项功能的一个终端平台，用户通过它可以管理系统的硬软件资源，并完成系统的监测定位功能。其

4、主要内容包括；友好的人机交互界面、数据采集与处理、网络通讯、数据预处理、报警定位等。LabVIEW可变性、多层性、自助性的面板以及强大的信号分析处理能力，增强了系统的灵活性和扩展性。浙江大学硕士学位论文关键词：管道破坏，独立分量分析，去嗓，虚拟仪器，LabVIEWⅡ浙江大学硕士学位论文ABSTRACTPipelinetransportationisoneofthefivemaintransportationwaysanditplaysamajorroleincivilwatersupplysystem．Aswaterresourcedecreasingdaybyday,theq

5、ualityofwatersupplypipelinesbecomesallincreasinglyimportantissue．However,pipelineaccidentshavefrequentlyoccurredOVertheyears，especiallythemoreseriouslyintendedmanglewhichhasCaBSP．证hugewasteofthewater[esource．Thusadeviceisneededurgentlywhichcannotonlymonitorthemangleofthepipeline，butalsolocat

6、ethewaterleakpointsinpipelines．Extensivelyconsultingtherelatedreferencesinlandand0VeI'溉ISintherealtimedetectionofthewaterleakageofburiedpipelines，thesystembringsforwardacousticemissionmeasurementdetectingthemanglesignai．Inordertoachievetheaccuracyrequirement,writerhascarriedonthedataacquisit

7、ioncardmatchingandcorrelateddebuggingoftheimportantinstrumentations,andthendesignapipelinedetectionsystembasedonvirtualinstrumenttechnology．Underlaboratoryconditionswesimulatesthenormalcirculateandoccurrencebreaksofthepipeline，thenmonitorthedamagea