压力管道泄漏声发射源定位的实验研究

结合实验室声发射仪和油气管道设备,建立了充气管道泄漏声发射检测系统模型,分别在传感器间距、管道压力和泄漏量三种变化状态下进行了泄漏源定位影响实验。对管道泄漏声发射信号的时域统计特征、频域分布特征以及泄漏信号的相关性作了分析;从声信号能量累计和衰减特性方面对互相关定位法和幅度衰减测量区域定位法的可行性进行了计算,表明在传感器间距较小和泄漏量较小的状态下,在背景噪声较小的环境中,用互相关法具有较好的定位精度;而幅度衰减测量区域定位方法对泄漏源的定位误差较大。     

基于三分量P—S波形的岩体声发射源定位算法

依据P、S波的到达时差和三分量P波初动波形可实现单探头源定位.P、S波到达时差的大小与源距离成正比;三分量P波初动的偏振分析可以追踪传播方向.给出了采用三分量法进行声发射源定位的处理步骤和算法,确定了计算声发射事件相对级的公式,并对有关问题进行了讨论.     

一台1000m^3球罐声发射检测的应用

利用声发射技术整体监测球罐，对声发射定位源信号强度进行分析，确定声发射定位源信号的综合等级，并以综合等级决定是否需要利用常规无损检测复验，从而了解球罐的整体安全状况。     

履带起重机桁架式臂架破坏性试验过程的声发射特性研究

本文研究了桁架式臂架在破坏性试验过程的声发射特性,为现场桁架式臂架的声发射检测提供数据支持。采用柱面定位可以精确定位弦杆和腹杆中声发射源。对于该结构臂架,腹杆变形先于强度破坏变形阶段,定位源则源于应力释放和腹杆变形引起的漆皮剥落。声发射技术能够及早地发现并定位臂架中发生变形的位置。     

基于BP神经网络的岩石损伤声发射事件源定位研究*

工程岩体一般包含大量的节理、裂隙等各类缺陷,利用AE技术可以对缺陷进行定位,但仍然有很大误差。为进一步减小AE定位误差,确定缺陷位置,做好安全预警工作,研究提高岩石声发射定位精度的优化方法。利用断铅实验模拟产生声发射信号,将声发射信号特征参数中的幅值、能量、振铃计数以及到达时差作为输入,断铅点真实坐标作为输出,构建BP神经网络模型,并通过实验确定最优隐含层数等参数,最后通过交叉学习训练交叉预测得出断铅点坐标,并与基于到达时差的传统定位法以及考虑材料各向异性条件下的波速优化算法进行对比。结果表明:BP神经网络算法与传统方法相比,板状岩石声发射定位的误差显著减小,定位精度提高;岩石试件定位误差的误差波动更为平稳,有效改善了声发射源位置对定位效果的影响。本方法为岩石缺陷的精确定位提供了1种较好的技术手段。     

柴油加氢装置的在线声发射检测与评定

通过在用压力容器声发射的在线监测结果与全面检验结果相比对，证明了声发射方法检测到的有效定位源与容器中存在的活性缺陷有较好的一一对应关系。     

长管拖车气瓶声发射技术定位检测方法分析

长管拖车气瓶是盛装有危险介质的高压储运设备,能否进行及时有效的检验,是保障其安全可靠运行的关键。我国开始长管拖车气瓶的应用、研究时间不长,相关积累不充分,而现有的水压试验法对危险性缺陷不敏感。声发射检测是动态缺陷整体检测的有效方法,将其应用于长管拖车气瓶的检测可节省大量的时间和人力、物力。对框架式长管拖车气瓶进行了不拆车声发射定位试验,测定了瓶体上断铅源声发射信号随距离衰减的曲线,采用数值分析方法得到曲线拟合方程式,探讨总结出定位过程中声发射采集的关键参数——门槛、探头间距和声速的设定方法和初始值,以及拖车结构对定位的影响,为长管拖车气瓶声发射定期检验工作的开展提供了参考,在分析定位源强度、定位方法研究方面有重要意义。     

金属压力容器声发射源特性的研究

通过对多台报废压力容器进行超压试验的声发射检测和对 5 0 0多台压力容器现场声发射检验数据的分析 ,给出了现场压力容器检验可能遇到的多种声发射源的特性。这些声发射源包括裂纹、夹渣、未熔合、未焊透等焊接缺陷的开裂和增长、残余应力释放、氧化皮的剥落、结构摩擦、泄漏、风吹、雨滴撞击和电子噪音等。笔者对这些声发射源的定位、分布和关联特性分别进行了分析与研究 ,并列举了大量的实例。     

基于广义概念的城市燃气管道泄漏精确定位

为了准确地检测城市燃气管道泄漏,提出了一种基于广义概念的管道泄漏检测定位方法。声发射技术对于管道泄漏的检测、定位是一个极好的工具,但由于泄漏源的传播容易受到周围背景噪声以及复杂工况的影响,其定位误差较大。基于时延估计的互相关信号处理方法被广泛用于管道泄漏检测定位,但由于泄漏应力波传播通道的动态特性,使得源信号在传播过程中会产生波形变化,给互相关函数峰值位置的确定带来困难。由此引入广义相关分析方法,通过对信号进行前置滤波,在一定程度上减少了传播通道动态特性因素对泄漏点定位的不利影响,得到了更为准确的时延估值。在此基础上,通过模拟实验,编写Matlab神经网络代码,构造GRNN模型,进一步预测定位。结果表明,GRNN预测的声发射检测值、互相关定位值以及广义相关定位值,相比之前定位精度分别得到提高,其中基于广义相关的延时估计方法定位最为精确,将该方法用于工程实际中,可以更加精确地定位出泄漏点。     

声发射法检测输气管道泄漏的研究综述

声发射法检测管道泄漏是目前的热点方法,研究涉及泄漏信号的产生与传播、信号拾取与处理、基于信号的智能识别与定位等。通过介绍声发射检测定位原理及一些基本规律,详细分析小波分析、局域均值分解、经验模态分解、变分模态分解在处理泄漏信号时的优劣,探讨人工智能在处理管道泄漏声发射信号中的应用,总结管道泄漏的模态研究、相关试验研究,来理清基于声发射的管道泄漏检测现状及展望未来发展。     

基于ICEEMDAN和MC-CNN的矿山声发射信号识别分类方法

为精准识别地下矿山声发射事件,采用基于改进的完全集合经验模态分解模型(ICEEMDAN)和多通道卷积神经网络(MC-CNN)模型对声发射信号进行处理后得到分量图,根据各通道输入分量峭度值赋予不同权重,并利用卷积神经网络对输入数据进行训练,最终采用五折交叉实验方法验证该分类识别方法的可行性及有效性.结果表明:基于ICEE...     

基于一维卷积神经网络的燃气管道泄漏声发射信号识别*

为保障燃气管道系统安全运行,及时诊断管道故障,基于VGG-16模型提出基于一维卷积神经网络的燃气管道故障诊断模型,提取原始声发射信号特征参数,有效诊断燃气管道故障。结果表明:基于一维卷积神经网络的燃气管道故障诊断模型,能够有效解决燃气管道故障诊断过程中数据预处理复杂、特征提取困难以及识别准确率低等问题,可为燃气管道故障诊断提供技术支撑。     

Experimental study on leak detection and location for gas pipeline based on acoustic method

The leak of gas pipelines can be detected and located by the acoustic method. The technologies of recognizing and extracting wave characteristics are summarized in details in this paper, which is to distinguish leaking and disturbing signals from time and frequency domain. A high-pressure and long distance leak test loop is designed and established by similarity analysis with field transmission pipelines. The acoustic signals collected by sensors are de-noised by wavelet transform to eliminate the background noises, and time-frequency analysis is used to analyze the characteristics of frequency domain. The conclusion can be drawn that most acoustic signals are concentrated on the ranges of 0-100 Hz. The acoustic signal recognition and extraction methods are verified and compared with others and it proves that the disturbing signals can be efficiently removed by the analysis of time and frequency domain, while the new characteristics of the accumulative value difference, mean value difference and peak value difference of signals in adjacent intervals can detect the leak effectively and decrease the false alarm rate significantly. The formula for leak location is modified with consideration of the influences of temperature and pressure. The positioning accuracy can be significantly improved with relative error between 0.01% and 1.37%.     

组合煤岩力学性质与声-电荷信号关系研究

为探究组合煤岩力学性质与声-电荷信号关系，选用新邱矿区煤样和砂岩制备组合煤岩试样，采用物理实验和数值实验相结合的方法，开展不同岩煤高度比的组合煤岩试样受载破坏声发射与电荷感应监测试验，得到了组合煤岩力学性质、声-电荷信号规律及其相互关系。结果表明:组合煤岩试样中的岩石高度提高会提升其整体强度，其破坏脆性特征显著，冲击倾向性增强，弹性阶段的声发射信号提前，声发射能量累积量增加，峰后声发射能量变化率及电荷变化率增大；组合煤岩峰后产生连续声发射信号和电荷信号，强冲击和中等冲击组合煤岩破坏时声发射能量变化率分别为0.336和0.047 J/s,电荷变化率分别为204.88和24.52 pC/s。声发射信号与电荷信号可以在一定程度上反应组合煤岩应力状态并预测失稳破坏，为通过信号监测煤体冲击地压灾害发生提供依据。     

基于在线检测信息的储罐底板腐蚀状态智能评价方法

为了解决利用声发射在线检测技术对储罐底板腐蚀状态进行评价时,主要依赖检测人员经验的问题,使该项技术能更好地推广和应用,利用储罐底板在线检测的声发射信息和外观检查信息,并根据相关标准及专家经验,确定与储罐底板腐蚀状态相关的表征因素。采用遗传算法(GA)改进贝叶斯网络(BN)搜索方法,建立基于GA的BN智能评价方法。针对声发射在线检测信息和外观检查信息,分别建立基于标准用声发射因素、基于声发射因素和综合考虑声发射因素和外观检查因素的基于在线检测信息的储罐底板腐蚀状态评价模型。通过对测试样本的评价,对比声发射检测专家评价结果,其中基于在线检测信息的储罐底板腐蚀状态评价模型的准确率为96%,该模型能够对储罐底板腐蚀状态进行可靠的智能评价。     

基于声发射技术的立柱试验过程安全性研究

液压立柱在接受型式检验时,存在因质量不过关而引发的爆缸、液压喷射等现象,给国家财产和现场检验人员人身安全带来极大威胁。为提高安全性,需对立柱试验过程进行监控,及早发现爆缸或液压喷射等迹象,特引入声发射技术对被试的立柱进行监测。声发射技术对立柱在受压过程中产生的裂纹弹性波进行捕捉、分析、处理和显示,并用时差定位方法和小波包技术对声发射信号进行处理以进一步提高定位精度。研究结果表明:该技术可以实时展现立柱缸体内部声发射源信息,帮助检验人员及时发现裂纹的产生,从而避免立柱钢筒爆裂现象发生、提高试验安全。     

An improved grey wolf optimizer algorithm for identification and location of gas emission

Identification of the leakage of hazardous gases plays an important role in the environment protection, human health and safety of industry production. However, lots of current optimization algorithms, such as particle swarm optimization (PSO) and Grey Wolf Optimizer (GWO), suffer from poor global optimization capability and estimation accuracy. In this work, a hybrid differential evolutionary and GWO (DE-GWO) algorithm is proposed. Tested by simulation cases and Prairie Grass emission experimental data, DE-GWO shows higher estimation accuracy than GWO. Compared with the other four optimization algorithms, DE-GWO exhibits finer robust stability under different population sizes, fewer iterations, as well as higher estimation accuracy with fewer search agents. Importantly, simulation results demonstrate that DE-GWO is more suitable to apply in the scene with a small number of sensors. Therefore, the proposed in this paper outperforms other optimization algorithms for the gas emission inverse problem. DE-GWO can provide reliable estimation towards gas emission identification and positioning, which shows huge potential as the data analysis module of real-time monitoring and early warning system.     

声发射检测灵敏度校准声源实验分析

在声发射技术的应用中,传感器的工作频率和灵敏度对AE检测的结果具有决定性的作用,传感器的校准是AE定量研究的基础,也是声发射检测技术研究中的重要课题。根据二级校准的相关要求设计了三个不同声源的实验:落球、断铅和压断毛细玻璃管法。通过重复性实验,测量了不同大小的钢球从不同高度下落;不同粗细、硬度以及不同长度的铅芯的断裂;不同粗细的毛细玻璃管被压断产生的脉冲声源,分别比较以上三个实验在不同状态条件下产生的脉冲声源信号,分析其实时特征和频谱特征(峰值,上升时间),通过计算确定其不确定度和稳定度,总结优化操作方法,同时分析了实验误差。在此基础上得出最适合做声发射传感器灵敏度校准的脉冲声源,为声发射传感器校准中的参考声源提供性能评判的依据。