一种信息处理方法和系统技术方案

本公开涉及一种信息处理方法和系统，其中，所述方法包括：获取对应于泄漏管道的声波信号的第一信号，以及对应于泄漏管道的振动信号的第二信号；利用第一预设算法获得所述第一信号和第二信号的功率谱；利用谱减法，根据所述第一信号的功率谱和第二信号的功率谱，确定泄漏信号的功率谱；根据第二预设算法对所述泄漏信号的功率谱进行处理，获得所述声波信号中的泄漏信号。通过本公开实施例可以方便且有效的提取声波信号中的泄漏信号，保证获取的泄漏信号的精度。

Information processing method and system

The present disclosure relates to an information processing method and system, in which the method includes: acquiring the first signal corresponding to the acoustic signal of the leaking pipeline and the second signal corresponding to the vibration signal of the leaking pipeline; obtaining the power spectrum of the first signal and the second signal by using the first preset algorithm; and utilizing the spectral subtraction method. According to the power spectrum of the first signal and the power spectrum of the second signal, the power spectrum of the leakage signal is determined, and the power spectrum of the leakage signal is processed according to the second preset algorithm to obtain the leakage signal in the acoustic signal. Through the embodiment of the present disclosure, the leakage signal in the acoustic signal can be conveniently and effectively extracted to ensure the accuracy of the acquired leakage signal.

【技术实现步骤摘要】
一种信息处理方法和系统
本公开涉及管道安全检测
，尤其涉及一种信息处理方法和系统。
技术介绍
随着天然气的发展，燃气设施已经普及到很多中小城市。因此对天然气的需求也越来越高，高质量、高传输的天然气管道是发展的迫切需要。然而，随着时间的延长，管道自然腐蚀、人为管道损坏、穿孔泄漏事故等经常发生，这不仅会造成巨大的财产损失，破坏生态环境，还可能对人们的生命财产和生存环境造成巨大的威胁。因此，采用一定手段及时、准确地发现泄漏点，这将对控制泄漏、减少生命财产损失具有重要作用。近些年，随着传感器、信号处理、模式识别、神经网络等技术的发展，将这些多学科、多领域的技术融入到管道泄漏检测中，为管道泄漏检测技术的发展带来了新的方向。现阶段的管道泄漏检测技术主要基于信号处理和基于数据模型对流量、粘度、压力、温度等信号进行分析处理，或者是通过研究管道泄漏声波信号携带的泄漏源信息，提取特征信号来对管道泄漏点进行检测和定位，但是上述方式对于声波信号中的泄漏信号的提取并不理想。
技术实现思路
本公开实施例提供了一种能够有效的提取声波信号中的泄漏信号的信息处理方法和系统。一种信息处理方法，其包括：获取对应于泄漏管道的声波信号的第一信号，以及对应于泄漏管道的振动信号的第二信号；利用第一预设算法获得所述第一信号和第二信号的功率谱；利用谱减法，根据所述第一信号的功率谱和第二信号的功率谱，确定泄漏信号的功率谱；根据第二预设算法对所述泄漏信号的功率谱进行处理，获得所述声波信号中的泄漏信号。其中，在一些实施例中，所述获取对应于泄漏管道的声波信号的第一信号，以及对应于泄漏管道的振动信号的第二信号包括：获取所述声波信号和所述振动信号；对所述声波信号执行去除直流分量处理得到第三信号，以及对所述振动信号执行去除直流分量处理得到第四信号；对所述第三信号和第四信号执行归一化处理；对归一化处理后的第三信号和第四信号分别执行傅里叶变换，得到所述第一信号和第二信号。其中，在一些实施例中，所述利用第一预设算法获得所述第一信号和第二信号的功率谱包括：确定第一信号各分量的第一幅值，以及第二信号各分量的第二幅值；基于确定的所述第一幅值确定第一信号的功率谱，以及基于确定的第二幅值，确定第二信号的功率谱。其中，在一些实施例中，所述谱减法的表达式为：其中，为谱减后的第一信号的功率谱，和为两个常数，为用于调整噪声消除量的过减因子；为用于掩蔽残留噪声的增益补偿因子，为所述第二信号的功率谱，为的功率谱，为第一信号。其中，在一些实施例中，所述根据第二预设算法对所述泄漏信号的功率谱进行处理，获得声波信号中的泄漏信号包括：对所述泄漏信号的功率谱进行开方得到谱减后的信号的幅值；确定所述第一信号的相位值；利用所述相位值，对所述谱减后的信号的幅值进行傅里叶逆变换；基于所述傅里叶逆变换的结果得到所述声波信号中的泄漏信号。其中，在一些实施例中，基于所述傅里叶变换的结果得到所述声波信号中的泄漏信号包括：对所述逆变换的结果执行反归一化处理得到所述泄漏信号。其中，在一些实施例中，所述确定所述第一信号的相位值包括：其中，为第一信号。其中，在一些实施例中，所述获取所述声波信号和所述振动信号包括：利用设置泄漏管道上的声波传感器获取所述声波信号；利用设置在泄漏管道上的振动传感器感测所述振动信号，或者利用振动检测装置基于激光干涉原理获取所述振动信号。另外，本公开实施例还提供了一种信息处理系统，其包括：获取模块，其配置为获取对应于管道的声波信号的第一信号，以及对应于管道的振动信号的第二信号；功率谱确定模块，其配置为利用第一预设算法获得所述第一信号和第二信号的功率谱；谱减模块，其配置为利用谱减法，根据所述第一信号的功率谱和第二信号的功率谱，确定泄漏信号的功率谱，并根据第二预设算法对所述泄漏信号的功率谱进行处理，获得所述泄漏信号。另外，本公开实施例还提供了一种信息处理系统，其包括：存储介质，其配置为存储处理器的可执行代码；处理器，其配置为执行如权利要求1-8中任意一项所述的信息处理方法。本公开实施例，将泄漏管道的振动信号作为噪声信号，并采用谱减法对声波信号和噪声信号进行处理，得到声波信号中的泄漏信号，具有信息处理精度高的特点。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。图1示出根据本公开实施例的一种信息处理方法的流程图；图2示出根据本公开实施例中的多次自混合干涉振动位移测量器的结构示意图；图3示出根据本公开实施例获得第一信号和第二信号的流程图；图4示出根据本公开实施例获得第一信号和第二信号功率谱的流程图；图5示出根据本公开实施的信息处理系统的原理结构图；图6为本公开实施例的一种信息处理系统的原理结构图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。本公开实施例提供了一种信息处理方法，该方法可以应用在天然气管道泄漏研究中，尤其适用于小泄漏的情况，通过本公开实施例可以对泄漏管道中传输的声波信号进行去噪，提取声波信号中的有效信号（泄漏信号），以方便利用该有效信号进行泄漏定位处理，同时获取的有效信号也具有精度高的特点。图1示出了根据本公开实施例的一种信息处理方法的流程图，其中，包括：获取对应于管道的声波信号的第一信号，以及对应于管道的振动信号的第二信号；利用第一预设算法获得所述第一信号和第二信号的功率谱；利用谱减法，根据所述第一信号的功率谱和第二信号的功率谱，确定泄漏信号的功率谱；根据第二预设算法对所述泄漏信号的功率谱进行处理，获得声波信号中的泄漏信号。其中，本公开的实施例可以应用在管道泄漏领域中，当管道发生泄漏时，管道内外将会产生压力差，从而流体在泄漏点向管道外喷射，形成声波，本公开实施例可以获取该声波信号。例如，本公开实施例中可以利用声波传感器获取在泄漏管道中传输的声波信号，该声波传感器可以灵敏地接收泄漏产生的声波信号。当管道处于正常工况时，声波传感器采集到的信号被称为背景噪声，管道一旦发生泄漏，声波传感器接收到的是由泄漏产生的泄漏信号和正常工况下的背景噪声组合形成的信号，即声波信号中包括用于泄漏检测和定位的泄漏信号，以及噪声信号。另外，对于小泄漏造成的管壁的振动相对于各种噪声对管壁造成的振动来说非常小，因此本公开实施例中可以将管道的振动信号作为噪声信号进行研究。其中可以利用振动检测装置来检测管道的振动，例如利用振动传感器来确定振动信号，或者也可以通过激光干扰处理的方式确定振动信号。例如，本公开实施例中的振动检测装置可以包括多次自混合干涉振动位移测量器，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信息处理方法，其特征在于，包括：获取对应于泄漏管道的声波信号的第一信号，以及对应于泄漏管道的振动信号的第二信号；利用第一预设算法获得所述第一信号和第二信号的功率谱；利用谱减法，根据所述第一信号的功率谱和第二信号的功率谱，确定泄漏信号的功率谱；根据第二预设算法对所述泄漏信号的功率谱进行处理，获得所述声波信号中的泄漏信号。

【技术特征摘要】
1.一种信息处理方法，其特征在于，包括：获取对应于泄漏管道的声波信号的第一信号，以及对应于泄漏管道的振动信号的第二信号；利用第一预设算法获得所述第一信号和第二信号的功率谱；利用谱减法，根据所述第一信号的功率谱和第二信号的功率谱，确定泄漏信号的功率谱；根据第二预设算法对所述泄漏信号的功率谱进行处理，获得所述声波信号中的泄漏信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取对应于泄漏管道的声波信号的第一信号，以及对应于泄漏管道的振动信号的第二信号包括：获取所述声波信号和所述振动信号；对所述声波信号执行去除直流分量处理得到第三信号，以及对所述振动信号执行去除直流分量处理得到第四信号；对所述第三信号和第四信号执行归一化处理；对归一化处理后的第三信号和第四信号分别执行傅里叶变换，得到所述第一信号和第二信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用第一预设算法获得所述第一信号和第二信号的功率谱包括：确定第一信号各分量的第一幅值，以及第二信号各分量的第二幅值；基于确定的所述第一幅值确定第一信号的功率谱，以及基于确定的第二幅值，确定第二信号的功率谱。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述谱减法的表达式为：其中，为谱减后的第一信号的功率谱，和为两个常数，为用于调整噪声消除量的过减因子；为用于掩蔽残留噪声的增益补偿因子，为所述第二信号的功率谱，为的功率谱，为第一信号。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第二预设算法对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀芳，高丙坤，姜春雷，陈朋，毕洪波，戈伟洁，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23