[发明专利]基于音波信号检测输气管道微泄漏的建模方法

摘要

本发明提供了一种基于音波信号检测输气管道微泄漏的建模方法，包括以下步骤：构建正压输气管道系统，采集微泄漏音波信号，对采集到的音波信号进行预处理，建立微泄漏音波信号的高斯分布模型，根据测试音波信号的欧式距离与建立的高斯分布模型判断是否发生微泄漏。该发明在有限数据的条件下，通过构建微泄漏音波信号高斯分布模型来识别微泄漏信号，不仅有助于正压气体输气管道的微泄漏识别，而且在未来的研究中有助于解决管道微泄漏的泄漏点定位问题，避免了大量的物理公式且更为实用。

主权项

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，Sni为第一麦克风采集的第i个微泄漏音波信号，bi为第i个无泄漏音波信号，Sli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。