分布式光纤管道泄漏检测实验平台设计与搭建

针对常见输送管道泄漏事故,设计了基于分布式光纤技术检测管道泄漏的实验平台,阐述了实验平台功能、平台构建、数据采集处理、监控系统设计以及泄漏检测软件开发等。通过开展模拟长输管道泄漏实验,让学生了解光纤泄漏检测系统的基本构成,掌握分布式光纤泄漏检测与定位基本原理,掌握光纤泄漏检测系统操作使用方法和泄漏事故发生后的处置方法,提高了学生的工程实践能力。     

基于分布式光纤测温技术的管廊管道泄漏检测设计

针对管廊管道泄漏检测不及时、效率低等问题,提出了3种基于分布式光纤测温(distributed temperature sensing, DTS)技术的管道泄漏检测方案,并应用模型试验对3种检测系统检测漏点的温度特征进行研究。结果表明：光纤沿管道以螺旋式缠绕布设,光纤布设量较少,可较为精确地对检测范围内的多漏点进行捕捉和定位,并可通过调整光纤缠绕螺距(y)和光纤倾斜角度(θ)提高精度;光纤沿管壁平行三线式与八线式布设检测效果稳定,八线式光纤布设对漏点定位精度较高,但光纤布设量大。综合光纤贴壁式与螺旋式布设检测结果,提出了针对管廊管道泄漏检测系统的优化方案。研究成果可为给排水管道泄漏中分布式检测提出新方案。     

基于组合导航机器人的输油管道监测实验平台

介绍了输油管道泄漏监测的工作原理,设计了一套基于组合导航机器人的输油管道监测实验平台。该实验平台以嵌入式系统、机器人操作系统和组合导航算法为基础,实现管道泄漏检测和泄漏点实时定位。该实验平台涵盖了管道泄漏监测的信息采集、传输、处理以及机器人运动控制等内容,有助于学生深入学习和理解机器人技术在石油领域中的应用和设计方法,掌握输油管道泄漏监测的工作原理,能够培养和提高学生的创新能力和工程实践能力。     

基于混沌理论的天然气管道泄漏检测实验

提出了一种基于混沌理论的天然气管道的泄漏检测方法。该方法利用混沌理论对噪声具有抑制作用,对同频率的微弱周期信号极其敏感的特点,首先将采集到的声发射信号的频率压缩至1~10 rad/s,然后将信号输入Duffing振子阵列系统中,以振子阵列系统的状态转换实现强噪声中泄漏信号的检测。仿真实验证明,该系统在强噪声背景下具有很强的抗干扰能力,能从噪声中检测泄漏信号并能提高泄漏检测的准确率。     

基于相关分析的管道裂损检测系统

管道运输在现代社会生活中的作用日益显著,而管道泄漏的现象造成了资源的严重浪费,也污染了环境,因此,管道泄漏检测技术得到越来越多的重视。本文阐述了用相关原理进行管道泄漏检测的原理,给出了漏点定位的算法,并编写了相关程序,从理论上实现了对管道漏损位置的定位并实现了基于现代信号处理和自动化装置的检漏。     

输油管道泄漏直接波提取方法

针对输油管道泄漏负压波测量信号存在反射波干扰的问题,构建了基于管道系统瞬变过程模型的泄漏仿真实验系统。分析了泄漏过程中直接波、反射波、前行波及反行波的含义与关系;提出了一种在泄漏负压波测量信号中提取直接波的方法。该方法利用附加测量点的压力或流量测量信号以及压力波的传播衰减规律计算反射波,进而提取原有压力测量点信号的直接波成分。仿真实验表明:在一定时间范围内该方法是有效的。进一步分析表明,该方法具有如下特点:不要求准确确定泄漏负压波突变时刻;在恒压型边界条件下,无需增设附加测量点;通过合理设置附加测量点与端点位置可有效减小压力波多点反射问题对直接波提取效果的影响。上述特点表明该方法具有较好的实用性。     

输气管道声波泄漏监测试验装置的设计与构建

设计了一套完整的基于瞬态模型法和声波泄漏检测法的高压输气管线泄漏试验装置.首先通过大量模拟计算,确定了试验装置的各种参数,并对各种仪表进行了选型;分析了声波在管道中的传播规律以及衰减特性,选取了合适的声波传感器,并对试验模型与实际输气管线进行了相似性分析;验证了模型试验的可推广性,然后分析了虚拟仪器的组成,设计了基于虚拟仪器的输气管道泄漏检测数据采集系统.     

基于Fluent的自来水管道泄漏特性研究

市政自来水管道的泄漏检测问题是管网运行过程中需要着重解决的问题,受到广泛的关注。文章分析了负压波方法检测管道泄漏以及定位的计算方法,并利用CFD软件Fluent对管道泄漏的流场以及压力变化进行了模拟。     

管道泄漏检测实验平台设计与开发

针对常见的石油管道泄漏事故,设计开发了基于负压波识别方法的管道泄漏检测实验平台,介绍了实验平台功能需求分析、硬件平台构建、数据监测与控制系统设计、泄漏检测软件开发。通过该实验,学生能够了解简单的石油储运设备、输油作业调控流程,掌握压力数据的采集、存储过程,掌握特征提取和泄漏模式识别方法,加深了学生对管道泄漏检测技术在工程应用中的认识和理解。     

两相流与泄漏实验装置的教学实验设计

油气管道内的复杂气液两相流动和管道泄漏预测控制是油气储运过程中面临的难题。为加深学生对专业流体力学和输气管道设计与管理课程内容的理解,在气液两相流实验环道基础上,设计了包括大起伏管段、地下以及水下等多场景的油气管道泄漏实验装置,并介绍了各功能模块的工艺流程、设备和特点。通过装置性能和实验分析,该实验装置具有非常好的实验教学预期效果。结合输气管道设计与管理课程的教学内容要求设计了多个实验教学项目。该综合实验不仅可以丰富教学内容,还可以提升学生的工程实践能力和创新能力,拓展学生在油气两相输送、管道泄漏过程与影响方面的知识储备,培养油气管道安全运行及泄漏检测技术方面的人才。     

深知安全之重，情系检测研究——记天津大学靳世久教授及其获奖项目

现今社会中,纵横交错的地下管道以其运量大、占地少、运输成本低等优势广泛应用于原油、成品油、天然气等领域内的大规模输送,大大提高了运输效率,但是却因为其干线过长,出现泄漏问题不易察觉往往造成无法弥补的损失和严重的环境污染问题而让人叹息不已,因此,建立起精准的管道泄漏检测系统至关重要。近日,记者专程采访了我国原油管道泄漏检测与定位方面的专家、天津大学精密仪器与光电子工程学院靳世久教授,请他介绍了我国在管道泄漏检测方面的研究情况。     

城市非金属管道小孔泄漏数值模拟与试验验证

为了研究城市非金属燃气管道发生小孔泄漏的分布规律,通过Gambit建立一个具有多个小泄漏孔的非金属燃气管道三维模型,采用流体动力学软件Fluent模拟PE管道在不同场景下发生小孔泄漏,得到泄漏孔处的压力以及流速分布情况,并结合相应试验进行验证。模拟结果表明:管内压力与泄漏孔处压力与流速成正相关;小孔泄漏范围内,孔径对管道内的整体流量及泄漏速度的影响较小;初始压力越大、孔径越大,管内压力降低的速度越快,但最终都会趋于一个稳定值。试验管道沿程压力和流速的分布、变化情况与模拟结果基本吻合,验证了模拟的有效性,为管道泄漏检测及事故预防提供了理论依据。     

供水管道泄漏检测方法与技术

简要介绍了国内外供水管网泄漏检测技术领域的发展现状和主要的研究工作,对当前流行的供水管道泄漏检测方法进行了分类,详细论述了具有代表性的典型泄漏检测方法的原理与适用性,并对管道泄漏检测中的信号处理技术进行了比较全面的探讨．最后,从定位精度、计算时间、成本等方面对各种检测方法的优劣进行对比与分析．     

基于IPSO-SVM的液体管道泄漏定位研究

提出了改进粒子群算法(IPSO)和支持向量机(SVM)的管道泄漏检测与定位的方法.采用IPSO-SVM方法对管道单孔泄漏和多孔泄漏分别进行泄漏孔的定位.提取出口压力和进口流量为特征向量,采用IPSO算法优化超平面参数并采用SVM算法对泄漏孔位置进行定位.对于两孔泄漏,将单输出支持向量机算法进行改进,使其能够用于多输出回归,从而适用于定位管道的多孔泄漏情况.在此基础上,将IPSO-SVM方法与PSO-SVM方法进行比较.预测结果显示IPSO-SVM方法对泄漏有较强的识别与定位效果,并且比PSO-SVM有更快的收敛速度,更高的预测精度.     

小区煤气泄漏监控系统的设计与实现

介绍了一种基于RS485和USB总线技术的小区煤气泄漏监控系统的组成与原理。该系统不仅能及时准确地检测出煤气的泄漏,发出声音报警;同时启动阀门关闭煤气管道;而且可以充分发挥RS485和USB两种总线的优点,能够进行长距离、高速度的多路信号采集与传输。该系统具有较高的工作可靠性,较强的测控功能,及易于扩展性。     

基于STM8S的直流无刷电机控制系统的设计

为了设计一种低成本、小型化、重量轻的新型直流无刷电机控制器(BLDCM),介绍了直研究流无刷电机的优势以及直流无刷电机位置检测的方法,比较了无位置传感器式和有位置传感器式直流无刷电机的控制方法,分析了直流无刷电机控制系统的运行状态。设计了一种基于反电动势检测法的直流无刷电机控制系统,采用了速度环和电流环双闭环的调速控制,以使得电机具有良好的动态响应。利用微控制器强大的中断性能,实现了系统电流的实时监测,使得控制系统具有良好的过流保护能力。同时设计了一种基于RS232的协议,有效地保证了上位机与调速系统通信的稳定性,并可以实时监测调速系统的运行状态。最后,设计实验成功地验证了系统的可行性。     

综合管廊燃气管道泄漏模拟实验台的研制

通过对真实地下综合管廊内燃气管道敷设情况分析,设计并搭建了综合管廊燃气管道泄漏模拟实验台。该实验台采用N_2在充满CO_2气体的管廊模型中泄漏的方法,模拟真实管廊内燃气管道的泄漏,在控制气体采样系统进行多点、同时采样后,由数据处理系统进行气体成分和含量的分析,可用于泄漏后燃气扩散规律的研究。使用Fluent软件中设置与实验工况相同条件,对综合管廊燃气管道泄漏情况进行软件模拟,并将结果进行比对,误差范围在20%以内,证明了该实验台可行。该实验台具有操作简单、安全可靠等特点,通过设置不同的实验条件,进而可探究破损点大小、管廊内通风换气次数、燃气管道压力对燃气泄漏扩散情况的影响。     

基于网络远程控制的检测机器人系统

介绍一种基于网络远程控制的检测机器人系统取代人工检测方式完成焊缝检测,该系统由检测机器人与控制系统两部分组成。机器人的设计原理,特别是机器人的固定支座设计具有创新性,可在直径变化范围为椎100mm—椎400mm的管道上安装和保证合适的夹紧,实现精确的自动定心;采用剖分式结构能快速定位安装和连接。采用分布式控制方式保证了机器人关节间运动的同步性,避免机器人各关节在运动过程中不同步造成的运动不协调。     

管道巡检机器人视觉系统实验教学平台设计

为加强机器人专业实验教学,提高人才培养质量,设计了一套基于管道巡检机器人的视觉系统实验教学平台。该实验平台由目标物的检测识别和目标物的定位测距两部分组成,涉及视觉系统的相机标定技术、深度学习技术、YOLO检测算法、单目定位测距技术等。实验结果表明,该视觉系统具有较强的淤积物检测识别能力和较高的淤积物检测精度。学生通过该平台不仅学习了管道机器人视觉系统的设计思路和方法,而且创新实践能力大大提高。     

在役输油管线的泄漏检测技术

管道泄露检测技术的发展和完善在原油和成品油运输中发挥着越来越重要的作用,对于提升输油管线的安全生产运行管理具有重要意义。在役输油管线泄漏检测方法主要包括直接检漏法和间接检漏法,直接检漏法分管内检测器检漏法和管外直接检漏法;间接检漏法主要包括流量差检漏法、压力差检漏法、统计检漏法、实时模型法和声波检漏法等。论述各种泄漏检测方法的检测原理和检测信号的处理技术,分析各种方法在我国输油管线中的应用特点。鉴于输油管道的复杂状况和目前检测设备的精度限制,指出了我国在役管线的泄漏检测技术发展方向。