流體輸送管道的泄漏檢測與定位目錄

第1章 緒論

1.1 管道泄漏檢測的意義

1.2 流體輸送管道泄漏檢測方法概述

1.2.1 外部環(huán)境檢測

1.2.2 管壁狀況檢測

1.2.3 管內(nèi)流動狀態(tài)檢測

參考文獻

第一篇 基于模型的泄漏檢測與定位方法

第2章 液體管道的動態(tài)模型與仿真

2.1 管內(nèi)瞬態(tài)流動的基本方程

2.1.1 動量方程

2.1.2 連續(xù)性方程

2.1.3 能量方程

2.1.4 狀態(tài)方程

2.2 液體管道模型及其特征線解法

2.2.1 液體管道模型

2.2.2 特征線解法

2.2.3 有限差分方程

2.2.4 邊界條件

2.2.5 分叉連接

2.3 瞬變流能量損耗對仿真的影響

2.3.1 管道切應(yīng)力模型

2.3.2 管道擬二維模型和二維模型

2.3.3 能量損耗對管道仿真的影響

2.4 泄漏仿真

2.4.1 泄漏量大小的影響

2.4.2 泄漏位置的影響

2.4.3 泄漏形成時間的影響

2.5 基于實時模型的泄漏檢測

2.5.1 基于直接比較的泄漏檢測方法

2.5.2 基于修正項的質(zhì)量/流量平衡方法

2.6 瞬變流計算中的幾個問題

2.6.1 插值問題

2.6.2 流動參數(shù)的確定

2.6.3 管道入口段的流動問題

2.6.4 管道高程差的問題

參考文獻

第3章 基于狀態(tài)估計的泄漏檢測與定位

3.1 Kalman濾波的基本原理

3.2 管道狀態(tài)方程的建立

3.3 自適應(yīng)Kalman濾波

3.4 基于Kalman濾波的泄漏檢測與定位

3.5 試驗結(jié)果

參考文獻

第二篇 基于信號處理和模式識別的泄漏檢測與定位方法

第4章 隨機過程的基本知識

4.1 基本概念

4.1.1 事物變化過程的分類

4.1.2 隨機過程的樣本與狀態(tài)

4.1.3 集合（總體）平均

4.1.4 時間平均

4.2 隨機過程的數(shù)字特征

4.2.1 數(shù)學(xué)期望

4.2.2 方差

4.2.3 自相關(guān)函數(shù)

4.2.4 互相關(guān)函數(shù)

4.2.5 功率譜密度函數(shù)

4.3 隨機過程的分類

4.3.1 連續(xù)型隨機過程和離散型隨機過程

4.3.2 連續(xù)時間參數(shù)隨機過程和離散時間參數(shù)隨機過程

4.3.3 平穩(wěn)隨機過程與非平穩(wěn)隨機過程

4.3.4 爾格過程（各態(tài)遍歷性過程）

4.3.5 獨立隨機過程

4.4 白噪聲過程及其性質(zhì)

參考文獻

第5章 基于時域分析的泄漏檢測與定位

5.1 基于相關(guān)分析的泄漏檢測與定位

5.1.1 基于壓力波分析的泄漏檢測與定位原理

5.1.2 泄漏檢測與定位的相關(guān)分析方法

5.1.3 基于廣義相關(guān)分析的泄漏檢測與定位

5.2 基于時間序列分析方法的泄漏檢測與定位

5.2.1 時間序列與系統(tǒng)狀態(tài)的關(guān)系

5.2.2 時間序列信號建模

5.2.3 判別函數(shù)

5.2.4 泄漏檢測與定位的時間序列分析方法

5.3 基于仿射變換的泄漏定位

5.3.1 仿射變換的基本原理

5.3.2 泄漏定位的仿射變換方法

參考文獻

第6章 基于時頻分析的泄漏檢測與定位

6.1 引言

6.2 小波變換的基本原理

6.2.1 Mallat小波變換的定義

6.2.2 利用小波變換檢測信號邊沿的原理

6.3 基于小波變換的泄漏檢測與定位

6.3.1 基于小波變換的泄漏檢測

6.3.2 基于小波變換的泄漏定位

參考文獻

第7章 基于模式識別和圖像處理的泄漏檢測與定位

7.1 支持向量機的基本概念

7.2 基于支持向量機的泄漏檢測與定位

7.2.1 基于支持向量機的泄漏檢測方法

7.2.2 基于圖像邊緣檢測的泄漏定位方法

7.3 基于圖像處理的泄漏檢測與定位

7.3.1 基于主元分析的泄漏檢測方法

7.3.2 基于非負矩陣因子分解的泄漏檢測方法

7.3.3 基于最大互信息的泄漏定位方法

參考文獻

第8章 管網(wǎng)的泄漏檢測與定位

8.1 基于模式識別的管網(wǎng)泄漏檢測

8.1.1 基本思路

8.1.2 泄漏檢測

8.2 基于模式識別的管網(wǎng)泄漏定位

8.3 仿真實驗

參考文獻

第9章 基于聲波信號的泄漏檢測與定位

9.1 引言

9.2 泄漏聲波的產(chǎn)生

9.2.1 泄漏開始階段——沖激波聲源產(chǎn)生的聲壓

9.2.2 泄漏持續(xù)階段——活塞聲源產(chǎn)生的聲壓

9.3 管道中泄漏聲波的傳播模式

9.3.1 管道聲學(xué)方程

9.3.2 管內(nèi)液體中的縱波

9.3.3 管壁中的縱波

9.4 管內(nèi)聲波頻率響應(yīng)分析

9.4.1 管內(nèi)頻率響應(yīng)的機理分析

9.4.2 管內(nèi)頻率響應(yīng)辨識

9.4.3 仿真結(jié)果及分析

9.4.4 實驗驗證

9.5 基于Duffing振子的聲波信號檢測

9.5.1 Duffing振子簡介

9.5.2 基于Duffing振子的周期信號檢測

9.5.3 基于Duffing振子的天然氣管道泄漏檢測

參考文獻

第三篇 流體輸送管道泄漏檢測系統(tǒng)

第10章 流體輸送管道泄漏檢測系統(tǒng)的組成

10.1 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

10.1.1 系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)

10.1.2 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

10.2 系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)

10.2.1 RTU程序

10.2.2 服務(wù)器程序

10.2.3 遠程客戶端程序

10.3 遠程數(shù)據(jù)單元

10.4 數(shù)據(jù)通信

10.5 GPS對時

參考文獻

第11章 管道泄漏檢測系統(tǒng)的性能評價

11.1 一般故障診斷系統(tǒng)的性能評價

11.2 管道泄漏檢測系統(tǒng)的性能指標

11.2.1 泄漏檢測靈敏度

11.2.2 泄漏點的定位精度

11.2.3 抗工況擾動能力

11.2.4 系統(tǒng)響應(yīng)時間

11.2.5 影響系統(tǒng)性能的其他因素

11.2.6 性能指標認知上的問題

11.3 通過信息融合提高定位精度

11.4 最小可檢測泄漏量的分析與計算

11.4.1 泄漏點壓力變化與泄漏量的計算

11.4.2 負壓波的傳播過程

11.4.3 最小可檢測泄漏量的計算

11.4.4 泄漏靈敏點的分析

參考文獻2100433B

王桂增，漢族，1941年生，江蘇靖江市人。1965年畢業(yè)于清華大學(xué)，1981－1983年赴美國進修。清華大學(xué)自動化系教授、博士生導(dǎo)師。曾任清華大學(xué)自動化系主任、中國自動化學(xué)會理事、中國自動化學(xué)會過程控制專業(yè)委員會常務(wù)委員、中國自動化學(xué)會技術(shù)過程故障診斷與安全性專業(yè)委員會主任。長期從事過程控制和故障診斷方面的教學(xué)與研究工作，曾講授“過程控制系統(tǒng)”、“高等過程控制”和“動態(tài)系統(tǒng)故障診斷”等課程，參加編寫教材《過程控制》，主編教材《高等過程控制》。曾獲國家教委科技進步（基礎(chǔ)研究類）一等獎、中國石油化工集團公司科技進步二等獎、中國石油化工集團公司科技進步三等獎、中國航天工業(yè)總公司科技進步三等獎，并獲國務(wù)院頒發(fā)的特殊津貼。在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物和學(xué)術(shù)會議上發(fā)表論文140余篇。葉昊，漢族，1969年生，天津市人。分別于1992年和1996年在清華大學(xué)自動化系獲得學(xué)士和博士學(xué)位，畢業(yè)后留校任教至今，曾于1999年和2003年兩次赴德國進行訪問研究。現(xiàn)為清華大學(xué)自動化系教授，博士生導(dǎo)師，清華大學(xué)自動化系過程控制工程研究所所長，中國自動化學(xué)會技術(shù)過程故障診斷與安全性專業(yè)委員會秘書長。

《流體輸送管道的泄漏檢測與定位》內(nèi)容簡介：使用管道運輸流體是一種經(jīng)濟、方便的運輸方式，在石油、天然氣以及其他流體輸送中占有重要的地位。及時對流體輸送管道的泄漏進行檢測和泄漏點的定位，防止泄漏事故的進一步擴大，具有重要的經(jīng)濟意義和社會效益。自20世紀80年代初以來，作者所在科研組在液體輸送管道的泄漏檢測和定位方法方面進行了系統(tǒng)、深入的研究，取得了豐富的理論研究成果，并研究和開發(fā)出了液體輸送管道泄漏檢測系統(tǒng)，對我國在這一領(lǐng)域的研究和應(yīng)用起到了促進作用?！读黧w輸送管道的泄漏檢測與定位》是作者和研究生20多年來在液體輸送管道的泄漏檢測與定位方面的研究和應(yīng)用成果的總結(jié)與提煉，對廣大從事油氣儲運及其自動化的工程技術(shù)人員和高等院校相關(guān)專業(yè)的教師、研究生均具有參考價值。所介紹的方法對其他領(lǐng)域從事自動化和技術(shù)系統(tǒng)故障診斷研究的工程技術(shù)人員、高等學(xué)校的教師與學(xué)生也具有參考價值。

本書主要從研究現(xiàn)狀、研究裝置的設(shè)計與搭建、天然氣管道泄漏工況快瞬流變特性、瞬態(tài)模型法、音波法等方面，全面系統(tǒng)地介紹了天然氣輸送管道的泄漏檢測與定位技術(shù)，并詳細探討了瞬態(tài)模型法的原理和實驗研究，介紹了音波法的音波產(chǎn)生機理、音波傳播和衰減特性及音波信號處理方法，從應(yīng)用的角度給出了泄漏檢測和定位系統(tǒng)的組成。 2100433B