学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

油气管道泄漏检测方法的研究及应用

作　者: 崔谦
导　师: 靳世久
学　校: 天津大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 管道泄漏检测定位状态估计相关分析多尺度变换序贯比检验希尔伯特黄变换模糊聚类分析
分类号: TE973.6
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 1281次
引　用: 16次
阅　读: 论文下载

内容摘要

管道泄漏检测技术是保障管道安全生产的重要手段。由于监测要求的不断提高,泄漏检测方法经历了从以硬件为主的阶段到以软件为主软硬结合的发展过程。近年来,随着信息技术的快速发展与现代控制理论的进展,基于SCADA技术的泄漏检测方法以其较高的性价比、灵活的运用方式获得了广泛的应用,尤其在国内,其成为对管道泄漏进行连续监测的主要手段。本文在此基础上对泄漏检测及其定位技术进行了深入研究,主要工作如下:1.研究了互相关原理在管道导波模型中的应用,得到相关系数与管道泄漏位置之间的关系。将状态估计理论引入管道信号的处理中,提出利用残差相关分析检测管道泄漏的方法。经过大量现场数据的验证,效果良好。2.研究了多尺度系统理论,首次提出利用多尺度变换分解管道动态系统的算法及多尺度相关分析处理方法。利用多尺度相关分析可以在去除高频噪声的同时,尽可能地保留泄漏的信息,提高了定位的精度。3.研究了假设检验的原理,分析了似然比检验与序贯比检验的区别,运用正态性检验与平稳性检验对信号进行预处理,提出了一种改进的序贯比检验方法检测管道泄漏。分析了传统序贯比检验的定位方法,提出了一种时间差法定位方案。经过现场应用,该方法大大降低了误报警率,提高了定位精度。4.研究了管道的瞬变模型,分析了其数值解法的特征线方法和边界条件的确定。研究了基于状态估计的模型检漏方法,给出了状态转移矩阵以及噪声协方差阵的计算结果,并通过仿真计算证明了结果的正确性。5.研究了希尔伯特-黄变换(HHT)的原理,首次提出利用希尔伯特-黄变换将管道信号分解为多个本征模态函数的处理方法,分析了包络条件、筛选终止条件及边界效应对信号分解的影响。运用该信号变换方法,不仅减少了噪声的干扰,而且能够提供更多的信号特征用于分类研究。6.研究了模糊聚类分析的原理,首次提出利用模糊聚类分析对管道信号进行分类的方法。通过模糊C均值动态聚类算法得到最优分类矩阵和聚类中心。将聚类算法应用于HHT变换后的信号,建立标准类型样本,并对待检验样本进行了正确的分类,证明了方法的有效性。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
第一章绪论  8-26
  1.1 国内外管道运输发展概况  8-10
  1.2 管道泄漏检测方法综述  10-15
  1.3 泄漏检测方法的综合评价  15-16
  1.4 管道泄漏检测技术国内外新的发展  16-24
  1.5 本课题的研究意义及主要研究内容  24-26
第二章基于相关分析的管道泄漏检测方法的研究  26-46
  2.1 引言  26
  2.2 相关分析原理概述  26-32
  2.3 基于相关分析的管道泄漏检测  32-34
  2.4 基于残差相关分析的管道泄漏检测  34-38
  2.5 基于多尺度相关分析的管道泄漏检测  38-41
  2.6 实验数据分析  41-44
  2.7 小结  44-46
第三章基于序贯比检验的管道泄漏检测方法研究  46-64
  3.1 引言  46
  3.2 序贯比检验概述  46-49
  3.3 信号的预处理  49-53
  3.4 方差平稳随机信号的处理  53-56
  3.5 管道泄漏的序贯比检验  56-60
  3.6 实验数据分析  60-63
  3.7 小结  63-64
第四章基于模型方法的管道泄漏检测技术  64-77
  4.1 引言  64-65
  4.2 特征线方法分析管道瞬变过程  65-67
  4.3 以状态估计为基础的模型检漏方法  67-73
  4.4 利用模型方法进行管道泄漏检测的仿真分析  73-76
  4.5 小结  76-77
第五章基于模糊聚类分析的管道信号分类研究  77-96
  5.1 引言  77
  5.2 聚类分析概述  77-81
  5.3 模糊聚类分析应用研究  81-87
  5.4 基于HHT 的应用研究  87-91
  5.5 应用实例  91-95
  5.6 小结  95-96
全文总结  96-98
  本文主要研究工作及结论如下:  96-97
  本文的创新性研究包括以下几个方面:  97
  进一步的研究计划:  97-98
参考文献  98-107
攻读博士学位期间发表的论文和参加的科研项目  107-108
致谢  108

油气管道泄漏检测方法的研究及应用

内容摘要

全文目录

相似论文