[发明专利]基于多传感器管道介质中颗粒含量检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于多传感器管道介质中的固体颗粒含量检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

根据固体颗粒冲击管道的声发射信号的特征信息，结合管道中介质运动参数获取固体颗粒冲击管道前后的损失能量，进而建立冲击管壁的颗粒含量测量模型；

根据声发射信号的特征信息进行分类处理，得到管道中通过的介质含有颗粒和不含颗粒的时段；

基于颗粒含量测量模型对管道中含有颗粒时段冲击管壁的颗粒含量进行累加计算，得到管道的测量颗粒含量。

2.根据权利要求1所述基于多传感器管道介质中颗粒含量检测方法，其特征在于：所述得到管道的测量颗粒含量后还包括：

结合测量颗粒含量与实际颗粒含量，对颗粒含量测量模型中模型参数进行线性回归处理，进而对模型参数进行修正；

基于修正模型参数后的颗粒含量测量模型对管道中含颗粒时段冲击管壁的颗粒含量进行累加计算，得到实际颗粒含量。

3.根据权利要求2所述基于多传感器管道介质中颗粒含量检测方法，其特征在于：所述对模型参数进行修正还包括：

结合实际颗粒含量，拟合管道处于不同压强状态下模型参数与压强变化的映射关系；

根据管道当前所处压强选取对应的模型参数进行颗粒含量计算。

4.根据权利要求1所述基于多传感器管道介质中颗粒含量检测方法，其特征在于：所述建立冲击管壁的颗粒含量测量模型包括以下子步骤：

获取管道中介质速度v；

获取通过管道弯头的固体颗粒的质量率m_t；

基于介质速度v、质量率m_t，建立固体颗粒冲击管道前后声发射信号幅值与颗粒动能变化的有效时间速率的映射关系，以此建立冲击管壁的颗粒含量测量模型。

5.根据权利要求4所述基于多传感器管道介质中颗粒含量检测方法，其特征在于：所述颗粒含量测量模型的颗粒含量计算公式为：

其中，t1表示含有颗粒声发射信号的起始时间点；t2表示含颗粒声发射信号的截止时间点；A表示介质通过的管道截面；K表示模型参数；Q表示管道截面流量；S_p′表示含颗粒声发射信号的幅值。

6.根据权利要求1所述基于多传感器管道介质中颗粒含量检测方法，其特征在于：所述分类处理具体为：

对声发射信号进行时频域分析得到时频域特征变化信息；

基于时频域特征变化信息对含有颗粒信号、不含颗粒信号进行分类，进而区分管道中通过的介质含有颗粒和不含颗粒的时段。

7.根据权利要求6所述基于多传感器管道介质中颗粒含量检测方法，其特征在于：所述对声发射信号进行时频域分析为：

对声发射信号进行功率谱分析，若声发射信号的功率谱大于功率谱阈值，则该声发射信号为含颗粒信号；和/或，

计算声发射信号的方差，若声发射信号的方差大于方差阈值，则该声发射信号为含有颗粒信号。

8.根据权利要求1所述基于多传感器管道介质中颗粒含量检测方法，其特征在于：所述方法还包括信号预处理步骤，包括：

提取声发射信号时，以管道空载信号作为背景信号。

9.一种基于多传感器管道介质中颗粒含量检测系统，系统包括数据处理单元，其特征在于：所述数据处理单元用于执行权利要求1-8任意一项所述基于多传感器管道介质中颗粒含量检测方法的步骤。

10.根据权利要求9所述基于多传感器管道介质中颗粒含量检测系统，其特征在于：所述系统还包括分布式设于管道上的声发射传感器，用于采集管道上的声发射信号。