[发明专利]一种基于数学模型的气体管道泄漏检测定位的方法

权利要求书

1.一种基于数学模型的气体管道泄漏检测定位的方法，其特征在于：根据不同时刻管道压强的值并结合初始的物理参数，通过数学模型得出管道泄漏点的位置；所述的管道初始内部为正压状态，测试过程中管道两端封闭的；具体步骤如下：

步骤S01：记录下管道的原始参数；

步骤S02：进行测试并收集管道两端和中部的压力随时间变化的三组数据；

步骤S03：将记录下的管道原始参数作为数学模型的输入量，测试得到的任一组数据作为算法中数学模型的输入变量，管道泄漏位置作为数学模型的输出量；

步骤S04：选择另一组测试得到的数据作为算法中数学模型的输入变量，重复步骤S03，得出新的输出量；当将步骤S02测得的数据都代入数学模型中后，通过智能算法软件MATLAB处理数据，得出管道泄漏位置；

步骤S03中采用的数学模型的推导是依据流体力学运动方程连续性方程状态方程所述数学模型的推导用到的数学公式包括偏微分方程求解和拉普拉斯变换，最终得出的数学模型为

当0≤x≤l时

当l≤x≤L时

上述式中P为压力，P_L为漏孔左侧的压力，P_R为漏孔右侧的压力，Pa；ρ为气体密度，kg/m³；v为气体流速，m/s；λ为水力摩阻系数；D为管道直径，m；g为重力加速度，m/s²；α为管道水平倾角；c为等温条件下声音在气体中传播速度，m/s；Z为气体的压缩系数；R为气体常数；T为绝对温度，K；a²为线性化系数，m²/s，P_H为管道内气体的初始压力，Pa；l为假设的泄露点位置，km；为泄露函数；L为管道的长度，km；t为时间变量，s；x为气体在管道中流动的位置坐标，km。

2.根据权利要求1所述的一种基于数学模型的气体管道泄漏检测定位的方法，其特征在于：步骤S01中，所述的管道的原始参数包括有：测试管道的直径、长度、待测点位置和管道内外的初始压力。

3.根据权利要求1所述的一种基于数学模型的气体管道泄漏检测定位的方法，其特征在于：步骤S02中，收集的三组数据是在同一次实验中的同一时刻收集的；压力的测量采用压力传感器测量。