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《浙江大学》 2005年
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基于声信号检测的管道TPD预警系统研究

王强  
【摘要】:目前油气输送管道的第三方破坏活动(Third-party damage,TPD)日益成为影响国内、外管道安全输送的最重要的因素之一,由于传统的泄漏检测方法对于输送管线TPD监测收效甚微,因此研制高性能的输送管线TPD预警检测系统也就成为目前国际上的研究热点之一。 针对国内油田油气输送管道的实际情况,TPD破坏最容易发生在泵站之间的某些重点区段(3~5km),如能将这些重点管段监控起来,将会有重要的现实意义。本文重点讨论埋地管道的运动方程模型的建立、TPD相应模态特征波的传播特性,并针对可较远距离检测到的TPD信号的特征频段信号,采用小波分析、支持向量机等方法对信号进行处理和分类分析,以及为保证系统的实时性,采用提升小波算法在TMS 320VC5509 DSP芯片中实现。主要取得研究成果与创新之处如下: (1)目前对于管道上TPD声信号传播机理的系统研究还较少,本文首先对充液圆管道中TPD引起的声音和振动波的传播行为进行机理分析,在壳体运动方程的基础上推导弹性介质中充液管道的声振耦合系统的频散效应,并对比分析了检测目标TPD信号应关注的s=1波(流体波,fluid-bornewave),s=2波(壳体波,shell wave)在0~800Hz内波数(wavenumber)的变化情况及衰减特性。这对于管道TPD检测时,相应传感器的选择及信号处理方法具有指导意义。 (2)提出一种新的提升小波去噪算法,将其以提升格式(lifting scheme)在DSP芯片中实现。在杭州炼油厂进行了实验,测试间距200~600m,算法能快速有效地提取TPD信号的奇异点;提出基于小波包变换的TPD相关定位的新算法,先提取信息丰富的频带作为特征包,再对特征包的重构信号进行互相关分析,定位性能得到改善。并在水管道上进行了实验,实验结果证明了该算法的有效性。 (3)针对TPD多声源小样本分类的困难,提出基于支持向量机(SVM)对多种TPD信号进行分类的新方法。先将TPD信号进行3层小波分解,再对得到的近似信号进行3层小波包分解,将信息丰富的频带分成了更细的频带,以信号频带的能量和相关的统计量作为特征进行分类。在山东潍坊输油处的
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TE973

知网文化
【引证文献】
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4 柳海;陈娟;张锋;王宝亮;孔国富;;天然气管道腐蚀综合评价体系及腐蚀检测预警系统的研究[J];新疆石油科技;2012年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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1 孟凡勇;基于OFDR技术的管道防破坏预警系统设计与信号分析处理方法研究[D];河北工业大学;2010年
2 谷小红;声信号检测与腐蚀模型法相结合的埋地水管SIM系统研究[D];浙江大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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3 李从宇;管道破坏监测系统研究[D];天津大学;2007年
4 刘涛;管道检测系统中的信号处理技术研究[D];天津大学;2007年
5 马庆万;基于振动原理的石油管道泄漏报警系统研究[D];大庆石油学院;2010年
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 朱轶婷;吴周和;徐凡;;响应面分析法优化超声波辅助提取芦笋多糖工艺条件的研究[J];氨基酸和生物资源;2011年01期
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2 宋海鹰;桂卫华;阳春华;;基于核偏最小二乘的简约最小二乘支持向量机及其应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 宋海鹰;桂卫华;阳春华;;基于最小二乘支持向量机的Hammerstein-Wiener模型辨识[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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7 朱启兵;黄敏;崔宝同;;卷积型小波包在轧辊偏心信号检测中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 ;LS-SVM Based Stable Generalized Predictive Control[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 阎纲;梁昔明;龙祖强;李翔;;一种新的提前一步预测控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 孙玉坤;王博;丁慎平;;基于模糊支持向量机的赖氨酸发酵软测量[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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1 马云;激光超声技术及其在高压声速测量中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 苏成志;瞄准具传光能力评价及测试方法的研究[D];长春理工大学;2010年
3 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 刘营;雷达图像编码器的并行处理研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 陈世同;高精度光纤陀螺建模及信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 罗清林;抗强振动干扰数字涡街流量计信号处理方法研究与低功耗实现[D];合肥工业大学;2010年
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1 曾传华;基于颜色和纹理特征的竹条分级方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 张倩;异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用[D];南昌航空大学;2010年
3 彭学文;双层钢管瞬变电磁检测技术研究[D];南昌航空大学;2010年
4 魏运飞;金属薄板的兰姆波成像检测方法研究[D];南昌航空大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈世利;埋地管道防腐层缺陷检测与评价技术研究[D];天津大学;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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1 史爽;姚安林;蒋宏业;郭磊;赵新好;;基于三角模糊和故障树理论的西气东输管道第三方破坏风险分析[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2011年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 孟凡勇;基于OFDR技术的管道防破坏预警系统设计与信号分析处理方法研究[D];河北工业大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 吴立甲;基于超声波检测的声源定位研究[D];河北工业大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 赵瑞珍;小波理论及其在图像、信号处理中的算法研究[D];西安电子科技大学;2001年
2 马笑潇;智能故障诊断中的机器学习新理论及其应用研究[D];重庆大学;2002年
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10 张东升;P改性HZSM-5分子筛上乙醇脱水制乙烯反应的催化性能研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗旻;甘油间接加氢制备1,3-丙二醇的研究[D];浙江工业大学;2012年
2 刘静;CeO_2-ZnO催化剂上甲醇水蒸气氧化重整制氢反应研究[D];浙江大学;2010年
3 潘志爽;还原脱硫催化剂的TPD研究[D];天津大学;2007年
4 井玉龙;吸附/光催化偶合规整催化剂的吸附及光催化行为研究[D];内蒙古工业大学;2009年
5 陈鑫智;新型掺杂钙钛矿型混合导体透氧膜材料的研究[D];华南理工大学;2010年
6 韩岳洢;两种太阳能电池材料分子的电荷转移研究[D];辽宁大学;2013年
7 何锡凤;稀土金属掺杂MCM-41催化合成柠檬酸三丁酯[D];齐齐哈尔大学;2012年
8 钱锦程;基于长波发射的有机电致发光器件及其相关性能的研究[D];电子科技大学;2010年
9 倪晨辉;Pt基催化剂上H_2选择性还原NO_x的研究[D];北京化工大学;2012年
10 周相满;以二甲醚为还原剂的氮氧化物存储还原性能的试验研究[D];上海交通大学;2012年
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