钢质供水管道泄漏声信号特征识别与分析.pdf

钢质供水管道泄漏声信号特征识别与分析李忠虎郑欣欣刘一波(内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010)摘要:在实验室条件下,搭建了钢质供水管道泄漏声信号检测实验系统。在分析管道泄漏机理的基础上,针对不同的实验条件,重点研究了泄漏声发射信号的能量和频谱随管内压力、泄漏量大小及传播距离的变化规律。研究成果为管道泄漏特征信号提取和泄漏状况判断提供了理论依据。关键词:供水管道泄漏检测声发射检测频谱特性1引言管道运输系统的安全运行问题已受到广泛关注。经验表明,由于管道的自然腐蚀、老化、自然灾害和人为破坏等原因,管道泄漏已成为管道工业中最经常发生的事故,这不仅会造成大量的资源浪费和严重的环境污染,而且还可能会带来重大的人员伤亡和财产损失。由此可见,及时发现管道泄漏并准确进行漏点定位,对于减少损失和保持管道正常运行具有重要作用,对管道泄漏检测及漏点定位方法进行深入研究,不仅具有关系国计民生的现实意义,而且还具有可持续发展的社会历史意义。2供水管道泄漏信号机理分析供水管道泄漏信号特征多变且较为复杂,具体与管道漏点状况、管道材质、管道直径、介质流量、管内压力及传播距离等因素有关。管道泄漏是管内流体的一种流动瞬变现象,泄漏发生时,会产生沿管道向上、下游传播的负压波。同时,管道发生泄漏时,泄漏点因受管道内外压差的影响而造成局部振动,该振动源以声波形式在流体介质中主要以平面波的纵波形式向管道两端迅速传播,其传播速度在不同规格的管道中不尽相同”之】。泄漏声信号频率与管内压力、漏孔大小及形状有关,由于漏水点情况不一致,泄漏声信号强度和频率在整个泄漏过程中也不尽相同,泄漏声信号都有一个从产生到结束的平均周期,在该周期中包括泄漏的不同阶段,每个阶段的频率特性也不同[1,3l。由于实际的传播媒质总是非理想流体,在介质黏性的作用下,就会导致声波强度随着传播距离的增加而逐渐减弱。