基于SCOT加权广义互相关算法的船舶管系泄漏定位研究.pdf

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1、2013年4月机床与液压Apr．2013第41卷第7期MACHINETOOL&HYDRAULICSV01．41No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．07．007基于SCOT加权广义互相关算法的船舶管系泄漏定位研究韩雪峰，刘跃冲，彭中波(1．重庆交通大学航海学院，重庆400074；2．重庆交通大学交通运输学院，重庆400074)摘要：船舶管系泄漏可以根据测得的两个声学信号时间延迟的精确估算值进行定位。针对在复杂的船舶噪声环境下管系泄漏定位困难，提出SCOT加权广义互相关算

2、法。对传感器接收到的声波信号先进行自适应滤波，提高信号相似度，再对滤波器权值进行平滑相干加权得到广义互相关函数来估计时延。该方法具有较强的鲁棒性，又不依赖于统计先验知识。实验证明，SCOT加权广义互相关算法适用于复杂的船舶噪声环境，提高了泄漏定位精度。关键词：船舶管系；泄漏定位；SCOT；广义互相关中图分类号：U672．7+4文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)7—026—3ResearchontheShipPipelineLeakageLocalizationBasedonSCoTEst

3、imatorHANXuefeng，LIUYuechong，PENGZhongbo(1．SchoolofNaval&OceanEngineering，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China；2．SchoolofTraffic&Transportation，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China)Abstract：Thepositionofaleakinshippiping，maybedete

4、rminedbyaccurateestimationofthetimedelaybetweentwomeas—uredacousticsignals．Incomplexshipnoiseenvironments，itisdificulttogetthepositionofaleakinshippiping．Therefore，amethodoftimedelayestimationwasproposedongeneralizedcorrelationwhichwasweightedbySCOT．Thesou

5、ndsourcesignalre—ceivedbythesensorswasadaptivelyfiltered，SOthesignalsimilaritywasimproved．Thenthefilterweightwasmultipliedbyasmoothcoherentweightfunctiontogetthegeneralizedcrosscorrelationfunctiontoestimatethetimedelay．Thismethodoftimedelayestima—tionhasst

6、rongrobustnessandisnotdependentonpriorknowledgeofstatistics．Theexperimentalresultsshowitismoresuitableforgettingthepositionoftheleakincomplexshipnoiseenvironment，anditimprovestheprecision．Keywords：Shippipeline；Leaklocation；SCOT；Generalizedcross—correlation

7、时间延迟估计(TED)是管道泄漏定位中的一项研究。关键技术。通过估计泄漏信号到达两个传感器的时间1船舶管系泄漏定位系统的工作原理延迟可以计算出泄漏点的位置。然而，在船舶工作环为了完成泄漏定位，泄漏点两端传感器的安装位境中，由于存在背景噪声，严重影响了时间延迟估计置如图1所示。如果存在泄漏，信号(t)和(t)的精度，降低了泄漏定位的准确性。为了克服背景噪的互相关波形就会存在一个明显的峰值。时间延迟值声的影响，一个有效的方法就是采用SCOT加权广义"／'peak即泄漏信号到达两个传感器的时差可以被测到。互相关算

8、法。根据不同的背景环境，通过求两信号泄漏点距离传感器1的距离d可以由时间延迟值之间的互功率谱，并在频域内进行平滑相干加权，对r一两测量点间的距离d和波速e三者之间的关系信号和噪声进行白化处理，提高信噪比，锐化互相关式计算得到函数峰值，再变换到时域得到两信号之间的互相关函d1：=————一(11)数，最终估计出两信号之间的时延。该算法具有较Z强的抗干扰能力，实用性好，还可以提高时间指示分其中：d可以在线测量，e一般