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昆明理工大学学报(自然科学版)2025年第03期:最优变分模态分解的管道泄漏次声定位和实验研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘尊民;刘志红;张西龙;殷逸冰;李宝刚;

单位:青岛理工大学机械与汽车工程学院;

摘要:为解决输气管道泄漏实时检测问题,提出了一种最优变分模态分解的管道泄漏次声定位方法,用于气体管道泄漏定位实验研究.在管道泄漏次声波产生机理和声波特征基础上,以变分模态分解为切入点,提出峭度、包络熵、近似熵性能评价参数和低频噪声混叠度准则优化模态K值,得出最优模态函数,提取嘈杂声环境中的有效次声信息,并以此联合互相关模型对两路次声波进行时延估计,获取时延参数,计算出泄漏点位置坐标实现定位.搭建了100 m环形管道实验平台,在0.5 MPa管道压力条件下完成了3 mm、5 mm和7 mm泄漏孔径的150次试验.结果表明:本文方法在次声信号的噪声分离方面优于EMD和小波法,在定位精度上高于传统时延法10%以上,实验测试环境下最小泄漏孔径3 mm的定位精度高达96%.

关键词:变分模态分解;;次声信号;;管道泄漏定位;;互相关

基金资助:国家自然科学基金项目(52202508);; 山东省自然科学基金项目(ZR2023MF018)