基于Klaman滤波器的输油管线泄漏检测和定位研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jerryzhang1805
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随着石油和天然气工业的不断发展,管道输送在国民经济中发挥着越来重要的作用,管道一旦发生泄漏事故,不仅损失原油和污染环境,还有可能带来重大的伤亡事故.近些年来,管道泄漏事故频繁发生,为保障管道安全运行和将泄漏事故造成的危害减少到最小,需要研究相应泄漏检测技术以获得更高的泄漏检测灵敏度和更准确的泄漏点定位精度.原油管道泄漏检测是多领域、跨学科的课题,涉及到管道流体力学、热力学、传感技术、微弱信号检测、信号处理等多个学科.该课题主要是应用负压波方法对泄漏检测及定位技术进行初步的研究讨论,进行了以下几个方面的工作:首先,进行了滤波器设计.对现场采集的压力信号进行滤波预处理,以滤除噪声干扰.该课题采用两种滤波方法,即卡尔曼滤波和小波滤波.实际管线中的压力信号中混杂有大量的噪声,这些噪声主要来自于仪器仪表的测量噪声、输送过程中的随机噪声和外界干扰,噪声干扰信号的幅度甚至可以将泄漏引发的有用信号淹没.如果不对原始压力信号进行有效的滤波,基于信号处理的泄漏检测方法将失效.因此,有效的滤波就显得至关重要.卡尔曼滤波器是在时域进行的,能够处理非平稳信号,并且实时性处理采集的压力信号,这是其它滤波器所做不到的.小波滤波器设计的好处是基于小波变换的泄漏检测方法无需建立对象的数学模型,且对于输入信号的要求较低,灵敏度更高,克服噪声能力更强,在非实时性处理中是一种较好的方法.其次,介绍了基于信号处理的输油管线泄漏检测和定位方法.并应用相关分析法和小波变换方法对输油管线进行泄漏检测和定位算法进行初步的仿真研究,对各自的优缺点进行了讨论.最后,总结输油管道泄漏检测和存在的问题及今后改进方法.根据中国输油管线的实际情况,输油管线情况复杂,提出在实际应用中要以一种方法为主,其它方法为辅,多种检测方法有效的结合起来,发挥各自的优势,进行输油管线泄漏检测和定位.
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