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流体输送管道的泄漏检测与定位PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：王桂增，叶昊着
• 出 版 社：北京：清华大学出版社
• 出版年份：2010
• ISBN：9787302204435
• 页数：199 页

图书介绍：本书从动态模型的建立、状态估计、信号处理和模式识别等方面全面和系统地介绍了液体输送管道的泄露检测和定位方法，并从应用的角度简要介绍了泄露监测的组成，探讨了系统的性能评价指标。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：国外机械工业基本情况参考资料 汽车发动机机械加工技术下一篇：汽车车载网络技术与检修 《流体输送管道的泄漏检测与定位》目录 标签：流体 泄漏 输送 管道 定位

第1章 绪论1

1.1管道泄漏检测的意义1

1.2流体输送管道泄漏检测方法概述1

1.2.1外部环境检测1

1.2.2管壁状况检测2

1.2.3管内流动状态检测3

参考文献9

第一篇 基于模型的泄漏检测与定位方法13

第2章 液体管道的动态模型与仿真13

2.1管内瞬态流动的基本方程13

2.1.1动量方程13

2.1.2连续性方程14

2.1.3能量方程15

2.1.4状态方程15

2.2液体管道模型及其特征线解法16

2.2.1液体管道模型16

2.2.2特征线解法17

2.2.3有限差分方程18

2.2.4边界条件20

2.2.5分叉连接21

2.3瞬变流能量损耗对仿真的影响21

2.3.1管道切应力模型22

2.3.2管道拟二维模型和二维模型24

2.3.3能量损耗对管道仿真的影响26

2.4泄漏仿真28

2.4.1泄漏量大小的影响28

2.4.2泄漏位置的影响29

2.4.3泄漏形成时间的影响29

2.5基于实时模型的泄漏检测31

2.5.1基于直接比较的泄漏检测方法31

2.5.2基于修正项的质量／流量平衡方法31

2.6瞬变流计算中的几个问题34

2.6.1插值问题34

2.6.2流动参数的确定35

2.6.3管道入口段的流动问题37

2.6.4管道高程差的问题38

参考文献40

第3章 基于状态估计的泄漏检测与定位42

3.1 Kalman滤波的基本原理42

3.2管道状态方程的建立43

3.3自适应Kalman滤波49

3.4基于Kalman滤波的泄漏检测与定位50

3.5试验结果52

参考文献53

第二篇 基于信号处理和模式识别的泄漏检测与定位方法57

第4章 随机过程的基本知识57

4.1基本概念57

4.1.1事物变化过程的分类57

4.1.2随机过程的样本与状态58

4.1.3集合（总体）平均58

4.1.4时间平均59

4.2随机过程的数字特征59

4.2.1数学期望59

4.2.2方差60

4.2.3自相关函数60

4.2.4互相关函数61

4.2.5功率谱密度函数62

4.3随机过程的分类63

4.3.1连续型随机过程和离散型随机过程63

4.3.2连续时间参数随机过程和离散时间参数随机过程64

4.3.3平稳随机过程与非平稳随机过程64

4.3.4尔格过程（各态遍历性过程）64

4.3.5独立随机过程65

4.4白噪声过程及其性质65

参考文献66

第5章 基于时域分析的泄漏检测与定位67

5.1基于相关分析的泄漏检测与定位67

5.1.1基于压力波分析的泄漏检测与定位原理67

5.1.2泄漏检测与定位的相关分析方法68

5.1.3基于广义相关分析的泄漏检测与定位71

5.2基于时间序列分析方法的泄漏检测与定位78

5.2.1时间序列与系统状态的关系78

5.2.2时间序列信号建模79

5.2.3判别函数80

5.2.4泄漏检测与定位的时间序列分析方法86

5.3基于仿射变换的泄漏定位89

5.3.1仿射变换的基本原理89

5.3.2泄漏定位的仿射变换方法90

参考文献93

第6章 基于时频分析的泄漏检测与定位95

6.1引言95

6.2小波变换的基本原理96

6.2.1 Mallat小波变换的定义96

6.2.2利用小波变换检测信号边沿的原理96

6.3基于小波变换的泄漏检测与定位98

6.3.1基于小波变换的泄漏检测98

6.3.2基于小波变换的泄漏定位99

参考文献102

第7章 基于模式识别和图像处理的泄漏检测与定位103

7.1支持向量机的基本概念103

7.2基于支持向量机的泄漏检测与定位106

7.2.1基于支持向量机的泄漏检测方法106

7.2.2基于图像边缘检测的泄漏定位方法111

7.3基于图像处理的泄漏检测与定位118

7.3.1基于主元分析的泄漏检测方法118

7.3.2基于非负矩阵因子分解的泄漏检测方法122

7.3.3基于最大互信息的泄漏定位方法125

参考文献130

第8章 管网的泄漏检测与定位132

8.1基于模式识别的管网泄漏检测132

8.1.1基本思路132

8.1.2泄漏检测133

8.2基于模式识别的管网泄漏定位133

8.3仿真实验136

参考文献138

第9章 基于声波信号的泄漏检测与定位140

9.1引言140

9.2泄漏声波的产生141

9.2.1泄漏开始阶段——冲激波声源产生的声压141

9.2.2泄漏持续阶段——活塞声源产生的声压141

9.3管道中泄漏声波的传播模式142

9.3.1管道声学方程142

9.3.2管内液体中的纵波144

9.3.3管壁中的纵波145

9.4管内声波频率响应分析145

9.4.1管内频率响应的机理分析145

9.4.2管内频率响应辨识146

9.4.3仿真结果及分析146

9.4.4实验验证148

9.5基于Duffing振子的声波信号检测150

9.5.1 Duffing振子简介150

9.5.2基于Duffing振子的周期信号检测154

9.5.3基于Duffing振子的天然气管道泄漏检测155

参考文献157

第三篇 流体输送管道泄漏检测系统163

第10章 流体输送管道泄漏检测系统的组成163

10.1系统的体系结构163

10.1.1系统的拓扑结构163

10.1.2系统的网络结构164

10.2系统的软件结构167

10.2.1 RTU程序168

10.2.2服务器程序168

10.2.3远程客户端程序169

10.3远程数据单元169

10.4数据通信169

10.5 GPS对时169

参考文献170

第11章 管道泄漏检测系统的性能评价171

11.1一般故障诊断系统的性能评价171

11.2管道泄漏检测系统的性能指标172

11.2.1泄漏检测灵敏度172

11.2.2泄漏点的定位精度174

11.2.3抗工况扰动能力177

11.2.4系统响应时间180

11.2.5影响系统性能的其他因素181

11.2.6性能指标认知上的问题181

11.3通过信息融合提高定位精度182

11.4最小可检测泄漏量的分析与计算185

11.4.1泄漏点压力变化与泄漏量的计算186

11.4.2负压波的传播过程187

11.4.3最小可检测泄漏量的计算193

11.4.4泄漏灵敏点的分析196

参考文献198

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1、重要性

流体输送管道在工业生产中扮演着重要角色，其安全稳定运行直接关系到生产效率和人员安全。然而，管道泄漏问题时有发生，不仅会造成经济损失，还可能引发环境污染和安全事故。因此，对流体输送管道进行泄漏检测与定位具有重要意义。

首先，泄漏检测可以及时发现管道故障，避免事故扩大，保障生产安全。其次，定位技术可以帮助维修人员快速找到泄漏点，提高维修效率。最后，通过泄漏检测与定位，可以优化管道运行状态，降低能源消耗，提高经济效益。

此外，随着我国经济的快速发展，流体输送管道的应用越来越广泛，对泄漏检测与定位技术的要求也越来越高。因此，研究流体输送管道的泄漏检测与定位技术具有重要的现实意义。

2、检测方法

流体输送管道的泄漏检测方法主要包括声波检测、振动检测、红外检测、超声波检测等。声波检测是通过检测管道中传播的声波信号，判断管道是否存在泄漏。振动检测则是通过检测管道振动信号，分析泄漏情况。红外检测和超声波检测则是利用红外和超声波的特性，对管道进行检测。

声波检测具有检测距离远、灵敏度高、抗干扰能力强等优点，但受管道材质和结构影响较大。振动检测对管道材质和结构要求不高，但检测距离较短。红外检测和超声波检测则具有检测精度高、适用范围广等特点。

在实际应用中，可以根据管道的具体情况选择合适的检测方法，或者将多种检测方法结合使用，以提高检测效果。

3、定位技术

泄漏定位技术主要包括声波定位、振动定位、红外定位和超声波定位等。声波定位是通过分析声波传播路径，确定泄漏位置。振动定位则是通过分析管道振动信号，确定泄漏位置。红外定位和超声波定位则是利用红外和超声波的特性，对泄漏位置进行定位。

声波定位具有定位精度高、抗干扰能力强等优点，但受管道材质和结构影响较大。振动定位对管道材质和结构要求不高，但定位精度相对较低。红外定位和超声波定位则具有定位精度高、适用范围广等特点。

在实际应用中，可以根据管道的具体情况选择合适的定位技术，或者将多种定位技术结合使用，以提高定位效果。

4、应用前景

随着科技的不断发展，流体输送管道的泄漏检测与定位技术将得到进一步优化。未来，以下几方面具有广阔的应用前景：

（1）智能化检测：利用人工智能、大数据等技术，实现泄漏检测与定位的智能化，提高检测效率和准确性。

（2）远程监控：通过物联网技术，实现对流体输送管道的远程监控，及时发现泄漏问题，降低事故风险。

（3）预测性维护：结合泄漏检测与定位技术，对管道进行预测性维护，延长管道使用寿命，降低维修成本。

总之，流体输送管道的泄漏检测与定位技术在保障生产安全、提高经济效益等方面具有重要意义。随着科技的不断发展，该技术将在未来得到更广泛的应用。

总结：

本文通过对“流体输送管道的泄漏检测与定位.pdf电子书版文档下载”的深入分析，详细阐述了流体输送管道泄漏检测与定位的重要性、检测方法、定位技术以及应用前景。流体输送管道的泄漏检测与定位技术在保障生产安全、提高经济效益等方面具有重要意义，未来具有广阔的应用前景。

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