[发明专利]基于声学主动激励的天然气管道安全监测装置

权利要求书

1.一种基于声学主动激励的天然气管道安全监测方法，其特征在于包括以下过程：1)在管道首端入口处放置声源向管道内发射声波，当沿管道轴向传播的声波遇到水合物或者管道泄漏时会产生反射信号，通过采集反射信号可根据其传播时间对水合物或者泄漏位置进行定位，2)在管道入口附近放置麦克风采集入射声波遇到水合物或者管道泄漏时产生的反射波信号，3)麦克风输出进入信号调理模块，然后由多功能数据采集卡进行模数转换，最后进入计算机进行分析，4)通过不断地向管道内发射声波，计算机对反射波进行相应的分析和计算，即可实现对天然气管道的实时监测。

2.根据权利要求1所述的基于声学主动激励的天然气管道安全监测方法，其特征在于所述声源发出的声波为脉冲声信号，通过计算脉冲声信号发射与反射波返回首端的时间差对水合物或者管道泄漏位置进行准确定位。

3.根据权利要求1所述的基于声学主动激励的天然气管道安全监测方法，其特征在于所述声源的激励信号由计算机内的软件系统生成并输出至多功能数据采集卡的模数转换部分后经声源驱动模块输出，也可由信号发生器产生后经声源驱动模块输出驱动声源以发出所需声波信号。

4.根据权利要求1所述的基于声学主动激励的天然气管道安全监测方法，其特征在于声源脉冲激励信号的脉冲宽度、频率可控，声波信号的频率、能量可调。

5.根据权利要求1所述的基于声学主动激励的天然气管道安全监测方法，其特征在于所述信号调理模块包括信号放大和滤波器对反射波信号进行放大和滤波处理。

6.根据权利要求1所述的基于声学主动激励的天然气管道安全监测方法，其特征在于多功能数据采集卡可以设定为触发模式，采样触发信号为脉冲激励信号，也可以设定为连续采样模式，采样频率由计算机软件控制。

7.根据权利要求1所述的基于声学主动激励的天然气管道安全监测方法，其特征在于计算机对反射波信号的分析处理包括采用小波降噪方法；采用经验模态分解方法；采用匹配滤波器方法；采用零相位滤波方法将背景噪声剔除，提高检测信号信噪比。

8.根据权利要求1所述的基于声学主动激励的天然气管道安全监测方法，其特征在于计算机对反射波信号的特征提取，采用小波分析方法；采用经验模态分解方法；采用混沌分析方法；采用复杂网络方法。

9.根据权利要求1所述的基于声学主动激励的天然气管道安全监测方法，其特征在于计算机对反射波信号的模式识别，采用人工神经网络方法；采用支持向量机方法。