[发明专利]基于音波信号检测输气管道微泄漏的建模方法

权利要求书

1.一种基于音波信号检测输气管道微泄漏的建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：构建正压输气管道系统，采集微泄漏音波信号，其中，该正压输气管道系统由压缩机提供定压气体，将定压气体压入圆形管道，最后将定压气体压入另一个压缩机内，将第一麦克风放置于泄漏点，将第二麦克风放置于距泄漏点l米的管道处，所述第一麦克风和第二麦克风用于采集音波信号，该音波信号包括微泄漏音波信号和无泄漏音波信号；

S2：对采集到的音波信号进行预处理：

式中，Sn_i为第一麦克风采集的第i个微泄漏音波信号，b_i为第i个无泄漏音波信号，Sl_i为第二麦克风采集的第i个微泄漏音波信号，N₁是第一麦克风采集的微泄漏音波信号的个数，N₂是第一麦克风采集到的无泄漏音波信号的个数，N₃是第二麦克风采集的微泄漏音波信号的个数，N₄是第二麦克风采集到的无泄漏音波信号的个数，0＜N₁＜N₂＜N₃＜N₄＜N，N为训练集的大小；

S3：建立微泄漏音波信号的高斯分布模型，包括：

第一麦克风采集到的微泄漏音波信号建立的第一高斯分布模型：

第二麦克风采集到的微泄漏音波信号建立的第二高斯分布模型：

式中，E(ΔSn)为ΔSn的均值，δ(ΔSn)为ΔSn的方差，E(ΔSl)为ΔSl的均值，δ(ΔSl)为ΔSl的方差，0＜M₁＜M₂＜M，M为训练集大小；

S4：根据测试音波信号St的欧式距离与步骤S3建立的高斯分布模型判断是否发生微泄漏，即：

S41：判断测试音波信号St是否属于第一高斯分布模型G(ΔSn)，如果是，则进入步骤S43，否则，进入步骤S44；

S42：判断测试音波信号St是否属于第二高斯分布模型G(ΔSl)，如果是，则进入步骤S43，否则，进入步骤S44；

S43：发生微泄漏事故，且泄漏点位于麦克风附近；

S44：没有微泄漏事故。

2.根据权利要求1所述的基于音波信号检测输气管道微泄漏的建模方法，其特征在于，所述第一麦克风和第二麦克风采集音波信号的方法为：所述第一麦克风和第二麦克风同时启动t₁秒后停止，停止t₂秒后再次启动t₁秒，并以此方式循环采集。

3.根据权利要求1所述的基于音波信号检测输气管道微泄漏的建模方法，其特征在于，该正压输气管道系统中还包括空气控制阀用于控制输出气体的特征，保持稳定的气体压力。

4.根据权利要求1所述的基于音波信号检测输气管道微泄漏的建模方法，其特征在于，正压输气管道系统中圆形管道的材料为钢和塑料的结合。

5.根据权利要求1所述的基于音波信号检测输气管道微泄漏的建模方法，其特征在于，该定压气体的压力不超过0.4MPa。