[发明专利]一种天然气管道安全监控方法及系统

说明书

本发明涉及一种天然气管道监控的技术领域，公开了一种天然气管道安全监控方法，包括：将声波传感器部署到天然气管道，利用声波传感器采集天然气管道的声波信号；利用声波信号放大器对采集到的声波信号进行放大处理，并对放大后的声波信号进行采样，得到采样信号；对采样信号进行预加重和加窗的预处理，得到预处理完成的采样信号；利用异常信号检测算法检测采样信号中存在的异常信号；根据异常信号，利用结合信号分解的天然气管道泄漏位置定位算法定位到天然气管道的泄漏位置，并将泄漏位置发送给天然气管道安全监控人员。本发明还提供了一种天然气管道安全监控系统。本发明实现了天然气管道监控。

技术领域

本发明涉及天然气管道监控的技术领域，尤其涉及一种天然气管道安全监控方法及系统。

背景技术

天然气管道作为天然气输气管道系统的重要组成部分，担任着输气管道系统的枢纽和心脏作用，其结构和敷设条件复杂，特别是地理位置常设置于人口密集区域。一旦发生管道泄漏、爆炸事故，将造成严重的经济、环境损失和社会危害。

传统天然气管道监控技术是利用管道机器人搭载无损检测设备、信号采集、信号处理系统，以管道内输送介质为前进动力，对管道和特殊部件的腐蚀、裂纹、凹坑、孔洞和变形等缺陷进行在线安全检测。通过数据后处理，能够准确判断出缺陷的尺寸和位置；但管道机器人制作成本高昂，无法实现大规模天然气管道安全监控。

鉴于此，如何更为方便地进行天然气管道安全监控，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种天然气管道安全监控方法，通过利用声波传感器采集天然气管道中的声波信号，并对采集到的声波信号进行放大处理，同时利用异常信号检测算法检测到所采集到的异常信号，并利用结合信号分解的天然气管道泄漏位置定位算法定位到天然气管道的泄漏位置。

为实现上述目的，本发明提供的一种天然气管道安全监控方法，包括：

将声波传感器部署到天然气管道，利用声波传感器采集天然气管道的声波信号；

利用声波信号放大器对采集到的声波信号进行放大处理，并对放大后的声波信号进行采样，得到采样信号；

对采样信号进行预加重和加窗的预处理，得到预处理完成的采样信号；

利用异常信号检测算法检测采样信号中存在的异常信号；

根据异常信号，利用结合信号分解的天然气管道泄漏位置定位算法定位到天然气管道的泄漏位置，并将泄漏位置发送给天然气管道安全监控人员。

可选地，所述利用声波传感器采集天然气管道的声波信号，包括：

将n个声波传感器均匀部署在天然气管道中，每个声波传感器之间的距离为N/n，其中N为天然气管道的长度；

所述第i个声波传感器所采集到的声波信号为x_i(t)，它是由J个未知信号源s_j(t)卷积混合而成的含噪声波信号，所述卷积混合公式为：

/

其中：

a(t)为冲激响应；

s_j(t)表示第j个未知信号源；

J为未知信号源的个数；

b_i(t)为噪声信号；

x_i(t)为第i个声波传感器所采集到的声波信号；

t表示传感器离散采集时间。

在本发明一个具体实施例中，所述声波传感器为过零点的线性模型S：