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作者：

王银

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摘要：

管道泄漏造成的水资源流失不仅加剧了我国水资源短缺的局面,还为人们的生活环境埋下了安全隐患,及时发现管道泄漏并准确定位漏点尤为重要。基于声信号处理的相关检测法由于其操作简单、检测效率高等优点而被广泛应用于供水管道的泄漏检测定位中,其中,估计泄漏点两侧检测信号之间的时延是该方法准确定位的关键。然而,在对管道进行泄漏检测定位时,检测信号中的噪声会影响时延估计方法的性能,从而影响漏点定位的准确性。受检测环境中突发干扰等噪声的影响,检测信号往往是局部非平稳的。时频分析方法具有良好的时频局域性,可以有效地分析非平稳信号,在噪声抑制方面表现出特有的优势。本文针对于管道泄漏检测的实际工程,对噪声抑制方法进行了深入研究。具体的研究内容如下:(1)研究了泄漏声信号的特征以及相关检测定位原理。对管道检测环境中的噪声的来源及特征进行了分析,并研究了其对相关检测定位方法造成的影响。(2)研究了管道泄漏检测中已有的噪声抑制方法的原理及不足,指出时频分析方法具有良好的时频局域性,可以有效地分析非平稳信号,从而提出采用时频分析方法对管道泄漏检测信号进行噪声抑制,更适合泄漏检测的实际工程。(3)研究了现有的信号分解方法的原理及不足,针对LMD和EMD进行理论分析,从欠包络、过包络现象,端点效应等方面比较两种方法的优劣,结合相应的评价指标并通过仿真分析进行验证。提出采用LMD和互相关的抑噪方法对泄漏检测信号进行噪声抑制。(4)对采用LMD和互相关的抑噪方法的效果进行定量分析,并与采用EMD和相关系数、EMD和互相关的方法进行对比研究,发现采用LMD和互相关的抑噪方法在信噪比较低时也可以有效地抑制噪声,且较其他两种抑噪方法的噪声抑制能力更强。使用课题组前期开发的泄漏检测定位系统采集了多种工况下的实际管道泄漏数据,分别采用上述三种方法对采集的泄漏数据进行抑噪处理,检测结果表明,采用LMD和互相关的抑噪方法可以实现各种工况环境下的管道漏点定位,且漏点定位的准确度更高,相对定位误差控制在1.35%以内。

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关键词：

泄漏检测；噪声抑制；LMD；互相关

学位级别：

硕士

DOI：

CNKI:CDMD:2.1016.907796