基于压力信号反演寻源的复杂管网漏损检测

发布时间：2021-08-11 02:59

　　随着管网在生活中应用的范围越来越广,管网泄漏检测的重要性也越发的凸显出来。供水管网泄漏不仅会导致水资源和能源的极大浪费,还会引起管网二次污染,进而衍生各种灾害。所以对供水管网尤其是复杂供水管网的漏损故障进行检测与控制是十分必要的。目前为止,国内外管道漏损检测有很多种方法,但是现有供水管网的检测与诊断设备无法在检测精确度与设备投资及维护成本之间达成一个良好的平衡。为了进一步提升管网漏损检测的准确率和适用范围,本文首先模拟复杂供水管网搭建了实验台,在管网模型中分别布置压力测点和模拟泄漏点,来模拟管网泄漏情况。从中采集压力信号以待后续分析。其次,对采集到的压力信号进行处理,分别提取泄漏前和泄漏后的不同特征。在此基础上,提出了一种基于小波降噪、短时傅里叶变换和功率谱的管网漏损检测方法,利用此方法可以实时对管网漏损情况进行监测。将此方法与经验模态分解、小波分解、高斯模型、递归图、Wigner-Ville分布和Wigner-Hough变换进行对比并对实际管网泄漏进行验证。结果表明:此种方法可以对管网泄漏进行准确诊断;由于该方法识别操作较为简单,便于推广,可以直接应用到实际管网检测中去。利用燃气管网... 

【文章来源】：东北电力大学吉林省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

沿管道轴线的压力分布

该特征并不明显，但在压力梯度上非常明显(如图 1-2 所示)。然而，这种方法通常只能用于直管和简单管道，在复杂网络（例如，供水管网）中不能很好地发挥作用。Mounce 等[13]提出了一个广义压力梯度，并将其应用到一个复杂的网络。利用两个不同压力传感器之间的压力梯度来进行定位泄漏。文中用季节差分法测量压降，分析了分区计量区（DMA）中的压力梯度，研究了在空间地图上这种压降是如何变化的。最终，得到的三维压降图找到了准确的泄漏位置。图 1-1 沿管道轴线的压力分布

第 2 章 实验系统及数据测量2.1 实验系统设计2.1.1 泄漏检测系统的构建为了采集管网漏损时的压力数据建立实验台，其系统图如图 2-1 所示，实验系统主要由一个实验段，五个压力变送器，两个电磁流量计，两个过滤器，一个水箱，一个水泵，一个数据采集仪和一个电脑组成，整体分为复杂管网微缩实验系统、信号传输系统和数据处理系统三个基础部分。在管网实验段中设置压力测点，并在测点处安装压力变送器，压力变送器采集到的压力信号通过信号传输系统的信号传输线传输到数据处理系统中，对模拟管网进行实时监控、数据采集、信号处理。整个测量过程中首先利用压力变送器使待测压力信号转换为标准电压信号，电压信号再通过数据釆集仪变成数字信号，最后通过计算机对信号进行分析。

【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈供水夜间漏损监测应用[J]. 鄢吉多,黎雷.  贵阳学院学报(自然科学版). 2017(04)
[2]基于XBEE和DSP的漏水检测系统设计[J]. 唐路,罗飞.  信息技术. 2013(07)
[3]基于遗传算法的供水管网反问题漏失定位[J]. 董深,吕谋,盛泽斌,李璞.  哈尔滨工业大学学报. 2013(02)
[4]Leak Detection in Water Distribution Systems Using Bayesian Theory and Fisher’s Law[J]. 张宏伟,王丽娟.  Transactions of Tianjin University. 2011(03)

博士论文
[1]城市供水管网漏损定位及控制研究[D]. 李霞.天津大学 2006

硕士论文
[1]水力锤击压力波在水系中传播特性研究[D]. 胡斌.中国矿业大学 2014
[2]变负荷工况下燃气管网泄漏特性实验研究与仿真模拟[D]. 焦娇娜.天津城建大学 2014



本文编号：3335307