管道泄漏检测的方法及装置制造方法及图纸

技术编号:14236564 阅读:193 留言:0更新日期:2016-12-21 11:15
本发明专利技术涉及一种管道泄漏检测的方法及装置。其中,方法包括以下步骤:获取所检测的管道两端的各N点声波采样信号;对每个N点声波采样信号进行去噪处理,得到N点声波采样信号对应的正负声波信号;基于高斯性检验的标准差估计方法,根据预设迭代次数对正负声波信号进行迭代计算,得到声波采样信号对应的背景噪声标准差;对正负声波信号按照时域过零点进行区间划分,得到多个区间采样信号;将每个区间采样信号当作一个独立的信号,根据背景噪声标准差计算每个区间采样信号的信噪比;判定信噪比大于信噪比阈值的区间采样信号为异常信号;当管道两端的N点声波采样信号都检测到异常信号时,根据得到的异常信号进行管道泄漏定位,如果定位位置在管道两端之间则发出管道泄漏报警。

Method and device for pipeline leakage detection

The invention relates to a method and a device for pipeline leakage detection. The method includes the following steps: the N wave detection of pipeline access at both ends of the sampled signal; denoising of each N acoustic signal sampling, positive and negative acoustic signals are N point sampling acoustic signal corresponding to the difference estimation method; Gauss inspection standard based on the calculation according to the preset number of iterations of iteration for positive and negative the acoustic signal, the background noise of acoustic signal corresponding to the sampling standard difference of positive and negative; acoustic signal according to time zero crossing interval division, get multiple interval sampling signals; each interval sampling signal as an independent signal, according to the standard deviation of the background noise is calculated for each interval sampling signal to noise ratio SNR; determination the signal-to-noise ratio is greater than the threshold interval sampling signal for the abnormal signal; when the pipe ends of the N point acoustic sampling signal detected abnormal signal, According to the abnormal signals, pipeline leakage is located. If the location is located between the two ends of the pipeline, the pipeline leakage alarm will be issued.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管道检测
,特别是涉及一种管道泄漏检测的方法及装置
技术介绍
基于压电声波传感器的管道泄漏检测技术具有灵敏度高、定位精确等优点,在现有的石油、化工、天然气等管道运输监测中得到广泛的应用,有效降低了管道泄漏造成的环境污染以及安全事故。目前,对管道泄漏声波信号的检测普遍采用时频域特征提取结合模式识别的泄漏诊断方法,特征提取多采用小波包能量分析、EMD分解、LMD分解、频谱分析等时频域结合的特征提取方法,但泄漏信号的远距离传播会造成首末站检测到的泄漏信号在波形、幅值和信号的频域能量分布发生较大差异;此外,目前的泄漏信号检测方法普遍需要不同数量的泄漏样本信号,给工程实施及泄漏检测的准确性造成了不少困难。
技术实现思路
基于此,有必要针对管道泄漏检测难度大的问题,提供一种能够根据需求设定管道泄漏检测灵敏度,达到匹配需求对管道泄漏进行有效检测的目的。为实现上述目的的一种管道泄漏检测的方法,包括:获取所检测的管道两端的各N点声波采样信号;N为大于或者等于100的正整数;对每个所述N点声波采样信号进行去噪处理,得到所述N点声波采样信号对应的正负声波信号;基于高斯性检验的标准差估计方法,根据预设迭代次数对所述正负声波信号进行迭代计算,得到所述声波采样信号对应的背景噪声标准差;对所述正负声波信号按照时域过零点进行区间划分,得到多个区间采样信号;将每个所述区间采样信号作为一个独立的信号,根据所述背景噪声标准差计算每个所述区间采样信号的信噪比;判定所述信噪比大于信噪比阈值的区间采样信号为异常信号;当管道两端的N点声波采样信号都得到异常信号时,需根据得到的异常信号作进一步的泄漏定位。在其中一个实施例中,所述方法还包括以下步骤:对所检测的管道进行管道泄漏定位,如果定位位置在管道两端之间则发出管道泄漏报警。在其中一个实施例中,所述获取的管道两端的N点声波采样信号为安装在所检测的管道两端的声波检测仪在同一时刻得到的检测信号。在其中一个实施例中,分别根据所检测的管道两端各自预设数量帧的N点声波采样信号对应的多个区间采样信号信噪比大小情况,及预设的管道泄漏检测灵敏度设定信噪比阈值。在其中一个实施例中,所述获取所检测的管道两端的各N点声波采样信号,包括以下步骤:每间隔预设周期分别获取管道两端的N/2点采样信号;将当前时刻的N/2点采样信号与前一时刻的N/2点采样信号按时间顺序构成N点声波采样信号。在其中一个实施例中,所述预设周期为NT/2,其中,T为声波信号的采样周期。在其中一个实施例中,所述基于高斯性检验的标准差估计方法,根据预设迭代次数对所述正负声波信号进行迭代计算,得到所述声波采样信号对应的背景噪声标准差,包括以下步骤:计算所述正负信号的信号均值mean0;根据所述信号均值计算所述正负信号的信号标准差σ0;根据所述预设迭代次数M得到迭代步距step=σ0/M;在h分别为1,2,……,M时,从所述正负信号中筛选出满足公式mean0-h×step≤xh(i)≤mean0+h×step的M个正负信号序列,且正负信号序列的长度记为Vh;分别计算每个正负信号序列的序列均值、序列标准差及序列峭度;确定序列峭度最接近预设峭度值的正负信号对应的序列标准差为所述背景噪声标准差。在其中一个实施例中,所述预设峭度值为3。基于同一专利技术构思的一种管道泄漏检测的装置,包括信号获取模块,用于获取所检测的管道两端的各N点声波采样信号;N为大于等于100的正整数;去噪处理模块,用于对每个所述N点声波采样信号进行去噪处理,得到所述N点声波采样信号对应的正负声波信号;噪声标准差计算模块,用于基于高斯性检验的标准差估计方法,根据预设迭代次数对所述正负声波信号进行迭代计算,得到所述声波采样信号对应的背景噪声标准差;区间划分模块,用于对所述正负声波信号按照时域过零点进行区间划分,得到多个区间采样信号;区间采样信号的信噪比计算模块,用于将每个所述区间采样信号作为一个独立的信号,根据所述背景噪声标准差计算每个所述区间采样信号的信噪比;第一判断模块,用于判定所述信噪比大于信噪比阈值的区间采样信号为异常信号;第二判断模块,用于当管道两端的N点声波采样信号都得到异常信号时,判定所检测的管道需利用得到的异常信号作泄漏定位计算。在其中一个实施例中,所述噪声标准差计算模块包括:均值计算子模块,用于计算所述正负信号的信号均值mean0;信号标准差计算子模块,用于根据所述信号均值计算所述正负信号的信号标准差σ0;迭代步距计算子模块,用于根据所述预设迭代次数M得到迭代步距step=σ0/M;序列筛选子模块,用于在h分别为1,2,……,M时,从所述正负信号中筛选出满足公式mean0-h×step≤xh(i)≤mean0+h×step的M个正负信号序列,且正负信号序列的长度记为Vh;峭度计算子模块,用于分别计算每个正负信号序列的序列均值、序列标准差及序列峭度;最终计算子模块,用于确定序列峭度最接近3的正负信号对应的序列标准差为所述背景噪声标准差。本专利技术提供的管道泄漏检测的方法,利用基于管道平稳输送过程中管道内时域声波信号的准高斯性特征,对管道运行情况进行判断。在处理过程中,利用过零点对声波信号进行区间划分,信号处理过程中不依赖幅值的绝对大小,通过高斯性检验找出背景噪声的标准差,根据期望的泄漏检测灵敏度(信噪比阈值)找出异常信号,并得到该异常区间采样信号在一帧完整数据中的起始、结束位置,可有效减少管道泄漏诊断中因泄漏信号特征提取不准等造成的漏报、误报现象。且其把管道泄漏和站上操作引起的声波信号都归类为异常信号。从声波信号的准高斯性角度出发,利用3σ准则,将信号中背景噪声与异常信号区分开来。通过调节信噪比阈值,控制泄漏检测的灵敏度,准确提取满足灵敏度要求的异常信号,为后续的泄漏声波检测和精确定位提供技术支持。附图说明图1为一实施例的管道泄漏检测的方法的流程图;图2(a)为一具体实例中管道首站正负信号序列示意图;图2(b)为一具体实例中管道末站正负信号序列示意图;图3(a)为一具体实例中管道首站区间采样信号信噪比示意图;图3(b)为一具体实例中管道末站区间采样信号信噪比示意图;图4(a)为信噪比阈值为9dB时管道首站N点声波采样信号中异常信号提取示意图;图4(b)为信噪比为9dB时管道末站N点声波采样信号中异常信号提取示意图;图5(a)为信噪比阈值为10dB时管道首站N点声波采样信号中异常信号提取示意图;图5(b)为信噪比为10dB时管道末站N点声波采样信号中异常信号提取示意图;图6为一实施例的管道泄漏检测的装置的构成示意图;图7为一实施例的管道泄漏检测的装置中噪声标准差计算模块构成示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图对本专利技术的管道泄漏检测的方法及装置的具体实施方式进行说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。如图1所示,其中一个实施例的管道泄漏检测的方法,包括以下步骤:S100,获取所检测的管道两端的各N点声波采样信号。需要说明的是,本专利技术的管道泄漏检测的方法是用于对进行介质输送的管道状态进行检测分析。且主要是对输送管道是否发生泄漏进行检测。检测分析基于管道本身的声波信号。因此,在进行本文档来自技高网...
管道泄漏检测的方法及装置

【技术保护点】
一种管道泄漏检测的方法及装置,其特征在于,包括:获取所检测的管道两端的各N点声波采样信号;N为大于或者等于100的正整数;对每个所述N点声波采样信号进行去噪处理,得到所述N点声波采样信号对应的正负声波信号;基于高斯性检验的标准差估计方法,根据预设迭代次数对所述正负声波信号进行迭代计算,得到所述声波采样信号对应的背景噪声标准差;对所述正负声波信号按照时域过零点进行区间划分,得到多个区间采样信号;将每个所述区间采样信号作为一个独立的信号,根据所述背景噪声标准差计算每个所述区间采样信号的信噪比;判定信噪比大于信噪比阈值的区间采样信号为异常信号;当管道两端的N点声波采样信号都检测到异常信号时,需根据得到的异常信号作进一步的泄漏定位。

【技术特征摘要】
1.一种管道泄漏检测的方法及装置,其特征在于,包括:获取所检测的管道两端的各N点声波采样信号;N为大于或者等于100的正整数;对每个所述N点声波采样信号进行去噪处理,得到所述N点声波采样信号对应的正负声波信号;基于高斯性检验的标准差估计方法,根据预设迭代次数对所述正负声波信号进行迭代计算,得到所述声波采样信号对应的背景噪声标准差;对所述正负声波信号按照时域过零点进行区间划分,得到多个区间采样信号;将每个所述区间采样信号作为一个独立的信号,根据所述背景噪声标准差计算每个所述区间采样信号的信噪比;判定信噪比大于信噪比阈值的区间采样信号为异常信号;当管道两端的N点声波采样信号都检测到异常信号时,需根据得到的异常信号作进一步的泄漏定位。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:对所检测的管道进行管道泄漏定位,如果定位位置在管道两端之间则发出管道泄漏报警。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取的管道两端的N点声波采样信号为安装在所检测的管道两端的声波检测仪在同一时刻得到的检测信号。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,分别根据所检测的管道两端各自预设数量帧的N点声波采样信号对应的多个区间采样信号的信噪比大小情况,及预设的管道泄漏检测灵敏度设定信噪比阈值。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所检测的管道两端的各N点声波采样信号,包括以下步骤:每间隔预设周期分别获取管道两端的N/2点采样信号;将当前时刻的N/2点采样信号与前一时刻的N/2点采样信号按时间顺序构成N点声波采样信号。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述预设周期为NT/2,其中,T为声波信号的采样周期。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于高斯性检验的标准差估计方法,根据预设迭代次数对所述正负声波信号进行迭代计算,得到所述声波采样信号对应的背景噪声标准差,包括以下步骤:计算所述正负信号的信号均值mean0;根据所述信号均值计算所述正负信号的信号标准差σ0;根据所述预设迭代次数M得到迭代步距step=σ0/M;在h分别为1,...

【专利技术属性】
技术研发人员:林伟国赵全王芳吴海燕
申请(专利权)人:北京化工大学中国人民解放军六三九六零部队
类型:发明
国别省市:北京;11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1