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1、基于小波分析消噪技术的燃气管道泄漏检测与定位-图文(精)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：20文章编号:10050329(200612004705经验交流基于小波分析消噪技术的燃气管道泄漏检测与定位李帆,张丽娟(华中科技大学,湖北武汉430074摘要: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
2、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。关键词:负压波;小波分析;泄漏定位;燃气管道中图分类号:TP206,TU996.8文献标识码:ALeakDetectionandLocationofGasPipelineBasedonWaveletDenoisingTechnologyLIFan,ZHANGLijuan(HuazhongUniversityofScience&Technology,Wuhan430074,ChinaAbstract:Leakdetectionan
3、dlocationofgaspipelinebasedonwaveletdenoisingtechnologyisstudied.Themethodofwaveletdenoisingforleaksignalistheemphasis.Firstly,waveletdecompositionoftheleakagesigna.lForit,wemustselectthebestmotherwaveletandscale.Secondly,thresholdquantizationofdecomposingcoefficients.Thirdly,inversewa
4、velettransformationof20reconstructingmodifiedsignals.Then,thede-noisedleakagesignalisgained.Withthismethod,wecangetthefeatureinflectionpointofpressuremoreaccurately.Andthen,theaccuracyofleakpointlocationisimproved.Atthesametime,weappliedthismethodtotheleaklocationofgaspipeline.Theexamp
5、leispresentedtoillustratetheaccuracyandvalidityofthemethod.Keywords:negativepressurewave;waveletanalysis;leaklocation;gaspipeline1前言目前,国内外已研究出了多种燃气管道泄漏检测与定位方法。其中,负压波法因其原理简单,检测速度快等优点,受到了人们越来越高的重视。但由于不可避免的工业现场的电磁干扰、压缩机的震动、工况变化等因素,采集到的压力信号附有大量的噪声[1]。如果不对原始压力信号进行有效的消噪,将严重影响负压波法在实际工程中的应用。20
6、02年,清华大学提出了利用小波分析对负压波泄漏检测和定位方法进行改进,并在输油管线上进行了数次试验,得出基于小波分析的负压波法定位误差在0.5km的范围内,可检测到总输量1%的泄漏量[2]。小波分析具有良好的时频特性,可以对信号进行有效的去噪。本文详细介绍了负压波原理以及利用小波分析对负压波信号进行消噪处理的方法,并给出了小波分析用于燃气管道泄漏检测与定位的应用实例。2基于小波分析消噪技术的负压波法基本原理2.1负压波法检测定位原理收稿日期:20060308472006年第34卷第12期流体机械管道发生泄漏时,在泄漏处会引起压力骤降,形成一个负压波。该负压波以一定的
7、波速向管道两端传播。利用安装在管道两端的压力传感器检测到压力波信号,根据检测到的压力波幅值变化梯度的大小、上下游检测时间差以及波在介质中的传播速度就可以进行检测和定位[1]20,如图1所示。图1负压波泄漏检测与定位法原理L.上下游间管道长度;x.泄漏点距上游A点的距离2.2小波分析信号消噪的基本原理小波分析消噪的基本原理就是利用信号和噪声在各尺度通下的小波变换系数有所不同的特点,将噪声和信号分离,达到去噪的目的[3]。小波分析信号消噪的步骤[3]20:(1小波分解。选择一个小波并确定分解的层次,然后进行分解计算,得到各层小波分解后的高频系数;(2小波分解高频系数
