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正负压波定位在地埋输油管道检堵中的应用

作　者: 韩万超
导　师: 赵乃卓
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 堵塞小波分析虚拟仪器
分类号: TE973.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 77次
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内容摘要

管道输送在流体运输中占有重要作用,管道的堵塞定位涉及到管道流体力学、热力学、传感技术、微弱信号检测、信号处理等多个学科,如何快速、精确的检测出堵塞点位置对于减少排堵所投入的人力物力具有十分重要的作用。首先介绍了当前管道堵塞检测的主要方法,结合管道检堵的正压波法和管道检漏的负压波法,提出了利用球体模型产生正负压波的方法进行堵塞定位。论文提出了利用压力流量比值做阈值来判断管道输送效率,确定是否释放球体模型。对于常规压力波波速定位方法,采用复化辛普森公式进行了改造,并结合管道两端接收到正负压波的时间差,采用遗传算法搜索管道内的堵塞点。本文对系统中用到的小波变换法数据去噪,堵塞检测定位方法从原理到计算机的实现等都进行了详细的分析和讨论。本文主要应用MATLAB软件来进行数据处理。在利用MATLAB这一具有强大功能的信号处理工具对采集的信号进行分析时,主要进行了原始数据去噪和信号特征提取。并为了定位准确,采用GPS来统一首末端数据采集系统的系统时间。最后,结合课题提出了基于无线扩频网络数据传输的正负压波检堵系统的总体方案。采用虚拟仪器技术设计了一套检测定位系统,并对其软硬件方案进行了设计。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-10
1 绪论  10-14
  1.1 输油管线堵塞定位系统的研究意义  10-11
  1.2 管道运输的堵塞问题  11-12
  1.3 管道堵塞研究概况  12-13
  1.4 本文的主要工作  13-14
2 正负压波堵塞检测与定位方法  14-26
  2.1 正负压波法堵塞检测原理及定位公式  14-17
    2.1.1 正负压波产生机理及检堵应用  14-15
    2.1.2 负压波产生机理及检漏应用  15-16
    2.1.3 正负压波双向定位原理  16-17
  2.2 正负压波法堵塞定位技术关键  17
  2.3 压力波波速的计算  17-20
  2.4 压力波的强度传播规律  20
  2.5 管道两端压力变送器的动态响应时间差  20-21
  2.6 原油温度的沿程变化规律  21-22
  2.7 对波速定位方法的改进  22-24
  2.8 管道堵塞程度的判断  24
  2.9 球体模型的特征  24-25
  2.10 本章小结  25-26
3 小波变换方法在压力波信号处理方面的应用  26-47
  3.1 小波变换方法的基本原理  26-29
  3.2 小波变换法检测堵塞的关键  29-30
  3.3 小波变换法堵塞检测中需要注意的几个问题  30-34
  3.4 利用小波变换对压力信号消噪  34-38
  3.5 堵塞点定位  38-41
  3.6 管道堵塞点搜索的遗传算法  41-46
    3.6.1 遗传算法简介  41-42
    3.6.2 遗传算法中需要确定的参数  42-43
    3.6.3 遗传算法在函数优化问题中的应用  43-44
    3.6.4 遗传算法在管道堵塞点搜索中的作用  44-46
  3.7 本章小结  46-47
4 基于无线扩频网络技术的数据传输  47-53
  4.1 无线局域网技术  47-49
  4.2 无线网络中的展频技术  49-50
  4.3 无线扩频数据传输网络方案  50-52
  4.4 本章小结  52-53
5 虚拟仪器及GPS 基本原理  53-60
  5.1 虚拟仪器基本原理  53-58
  5.2 GPS 基本原理  58-60
6 堵塞检测系统总体设计及软硬件设计  60-73
  6.1 堵塞检测系统的总体构成  60-61
  6.2 检测系统的硬件方案  61-64
  6.3 检测系统的软件设计  64-72
    6.3.1 检测系统软件设计方案  64-66
    6.3.2 检测系统的软件实现  66-67
    6.3.3 主要功能模块的实现  67-72
  6.4 本章小结  72-73
结论  73-74
参考文献  74-77
作者简历  77-78
学位论文数据集  78-79

正负压波定位在地埋输油管道检堵中的应用

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