流體輸送管道的泄漏檢測與定位

內(nèi)容概要

　　使用管道運輸流體是一種經(jīng)濟、方便的運輸方式，在石油、天然氣以及其他流體輸送中占有重要的地位。及時對流體輸送管道的泄漏進行檢測和泄漏點的定位，防止泄漏事故的進一步擴大，具有重要的經(jīng)濟意義和社會效益。自20世紀(jì)80年代初以來，作者所在科研組在液體輸送管道的泄漏檢測和定位方法方面進行了系統(tǒng)、深入的研究，取得了豐富的理論研究成果，并研究和開發(fā)出了液體輸送管道泄漏檢測系統(tǒng)，對我國在這一領(lǐng)域的研究和應(yīng)用起到了促進作用。　　本書從動態(tài)模型的建立、狀態(tài)估計、信號處理和模式識別等方面全面和系統(tǒng)地介紹了液體輸送管道的泄漏檢測和定位方法，并從應(yīng)用的角度簡要介紹了泄漏檢測系統(tǒng)的組成，探討了系統(tǒng)的性能評價指標(biāo)?！　”緯亲髡吆脱芯可?0多年來在液體輸送管道的泄漏檢測與定位方面的研究和應(yīng)用成果的總結(jié)與提煉，對廣大從事油氣儲運及其自動化的工程技術(shù)人員和高等院校相關(guān)專業(yè)的教師、研究生均具有參考價值。所介紹的方法對其他領(lǐng)域從事自動化和技術(shù)系統(tǒng)故障診斷研究的工程技術(shù)人員、高等學(xué)校的教師與學(xué)生也具有參考價值。

作者簡介

王桂增，漢族，1941年生，江蘇靖江市人。1965年畢業(yè)于清華大學(xué)，1981－1983年赴美國進修。清華大學(xué)自動化系教授、博士生導(dǎo)師。曾任清華大學(xué)自動化系主任、中國自動化學(xué)會理事、中國自動化學(xué)會過程控制專業(yè)委員會常務(wù)委員、中國自動化學(xué)會技術(shù)過程故障診斷與安全性專業(yè)委員會主任。長期從事過程控制和故障診斷方面的教學(xué)與研究工作，曾講授“過程控制系統(tǒng)”、“高等過程控制”和“動態(tài)系統(tǒng)故障診斷”等課程，參加編寫教材《過程控制》，主編教材《高等過程控制》。曾獲國家教委科技進步（基礎(chǔ)研究類）一等獎、中國石油化工集團公司科技進步二等獎、中國石油化工集團公司科技進步三等獎、中國航天工業(yè)總公司科技進步三等獎，并獲國務(wù)院頒發(fā)的特殊津貼。在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物和學(xué)術(shù)會議上發(fā)表論文140余篇。葉昊，漢族，1969年生，天津市人。分別于1992年和1996年在清華大學(xué)自動化系獲得學(xué)士和博士學(xué)位，畢業(yè)后留校任教至今，曾于1999年和2003年兩次赴德國進行訪問研究?，F(xiàn)為清華大學(xué)自動化系教授，博士生導(dǎo)師，清華大學(xué)自動化系過程控制工程研究所所長，中國自動化學(xué)會技術(shù)過程故障診斷與安全性專業(yè)委員會秘書長。

書籍目錄

第1章　緒論 　1.1　管道泄漏檢測的意義 　1.2　流體輸送管道泄漏檢測方法概述 　　1.2.1　外部環(huán)境檢測 　　1.2.2　管壁狀況檢測 　　1.2.3　管內(nèi)流動狀態(tài)檢測 　參考文獻 第一篇　基于模型的泄漏檢測與定位方法 　第2章　液體管道的動態(tài)模型與仿真 　　2.1　管內(nèi)瞬態(tài)流動的基本方程 　　　2.1.1　動量方程 　　　2.1.2　連續(xù)性方程 　　　2.1.3　能量方程 　　　2.1.4　狀態(tài)方程 　　2.2　液體管道模型及其特征線解法 　　　2.2.1　液體管道模型 　　　2.2.2　特征線解法 　　　2.2.3　有限差分方程 　　　2.2.4　邊界條件 　　　2.2.5　分叉連接 　　2.3　瞬變流能量損耗對仿真的影響 　　　2.3.1　管道切應(yīng)力模型 　　　2.3.2　管道擬二維模型和二維模型 　　　2.3.3　能量損耗對管道仿真的影響 　　2.4　泄漏仿真 　　　2.4.1　泄漏量大小的影響 　　　2.4.2　泄漏位置的影響 　　　2.4.3　泄漏形成時間的影響 　　2.5　基于實時模型的泄漏檢測 　　　2.5.1　基于直接比較的泄漏檢測方法 　　　2.5.2　基于修正項的質(zhì)量/流量平衡方法 　　2.6　瞬變流計算中的幾個問題 　　　2.6.1　插值問題 　　　2.6.2　流動參數(shù)的確定 　　　2.6.3　管道入口段的流動問題 　　　2.6.4　管道高程差的問題 　　參考文獻 　第3章　基于狀態(tài)估計的泄漏檢測與定位 　　3.1　Kalman濾波的基本原理 　　3.2　管道狀態(tài)方程的建立 　　3.3　自適應(yīng)Kalman濾波 　　3.4　基于Kalman濾波的泄漏檢測與定位 　　3.5　試驗結(jié)果 　　參考文獻 第二篇　基于信號處理和模式識別的泄漏檢測與定位方法 　第4章　隨機過程的基本知識 　第5章　基于時域分析的泄漏檢測與定位 　第6章　基于時頻分析的泄漏檢測與定位 　第7章　基于模式識別和圖像處理的泄漏檢測與定位 　第8章　管網(wǎng)的泄漏檢測與定位 　第9章　基于聲波信號的泄漏檢測與定位 第三篇　流體輸送管道泄漏檢測系統(tǒng) 　第10章　流體輸送管道泄漏檢測系統(tǒng)的組成 　第11章　管道泄漏檢測系統(tǒng)的性能評價 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：相關(guān)分析法對上下游的壓力信號去除均值并求取差分信號后，實時計算其互相關(guān)函數(shù)。當(dāng)沒有泄漏時，相關(guān)函數(shù)的值在零附近。泄漏發(fā)生后由于上下游壓力信號會先后下降，所以相關(guān)函數(shù)的值將顯著變化，以此進行泄漏檢測。相關(guān)函數(shù)的極值點對應(yīng)的時間就是負(fù)壓波到達上下游端的時間差，以此可進行泄漏點定位。小波變換是一種時間一尺度分析方法，在時頻域中均具有表征信號局部特征的能力，被譽為分析信號的顯微鏡。文獻[17，18]的作者將連續(xù)小波變換應(yīng)用于動態(tài)系統(tǒng)故障診斷，指出小波變換可以抑制噪聲，利用小波變換的極值可檢測信號的邊沿。（3）基于聲波信號的方法 發(fā)生泄漏的時候，由于管道內(nèi)外的壓力差，流體經(jīng)過漏點時會形成渦流，加上流體和管壁以及周圍環(huán)境的摩擦都會產(chǎn)生泄漏聲波。泄漏產(chǎn)生的信號是由流體激發(fā)的連續(xù)信號，通常有較寬的頻譜，其頻譜范圍與流體以及管壁的性質(zhì)有關(guān)。這種聲波信號在傳播過程中能夠反映泄漏大小、位置等信息，通過一定的信號處理方法能夠從聲波信號中獲得泄漏信息。根據(jù)聲波性質(zhì)的不同，可以設(shè)計不同的檢漏方法，主要有：應(yīng)力波（固體聲波）法和超聲波法。①應(yīng)力波法。流體泄漏時在管壁中激發(fā)應(yīng)力波，用兩只普通的壓電式傳感器作為檢測元件，分別安裝在被測管道兩端，通過測量泄漏聲波達到傳感器的時間來估計泄漏點的位置。應(yīng)力波的頻率較低，低頻的音信號在傳播過程中衰減較小，但是在傳播過程中容易受到環(huán)境噪聲的影響。②超聲波法。泄漏聲波中含有超聲波，它以聲速向管道兩端傳播，通過檢測超聲波信號強度，尋找信號強度的最大點進行泄漏定位。由于方向性很強，所以檢測靈敏度比較高。但超聲波在傳播過程中存在彌散現(xiàn)象，造成超聲波能量的損耗，因此只能檢測較短距離內(nèi)的泄漏，為此，需在管線上放置多個傳感器來接收超聲波信號。

編輯推薦

《流體輸送管道的泄漏檢測與定位》：清華大學(xué)學(xué)術(shù)專著

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    流體輸送管道的泄漏檢測與定位 PDF格式下載

---