基于LabVIEW的输油管道泄漏实时检测系统的开发

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输油管道发生泄漏不仅会给企业带来巨大的经济损失，而且会造成十分严重的环境污染，所以研究和开发一套有效的输油管道泄漏检测及定位系统具有重要的意义。本文以LabVIEW为系统开发平台，结合传感器技术、数字信号处理技术和通信技术，设计研发了输油管道泄漏实时检测及定位系统。
　　本文通过对一些常见的管道泄漏检测方法的研究，对比各类方法的优缺点，结合大庆油厂现场的实际情况，提出了压力流量联合判别法和负压波法检测管道泄漏的技术。首先，本文对负压波的定位原理进行了详细的介绍，由于在复杂的工况下通过负压波法对管道系统进行泄漏检测，容易出现误报的情况，所以系统先通过压力流量联合判别法判断系统是否发生泄漏，确定泄漏发生时，再通过负压波法对泄漏点定位。接下来本文还介绍和解决了系统搭建过程中的一些关键性的技术问题，包括使用无线扩频技术搭建数据通信网络、系统中两个站点时间同步问题和负压波波速的计算方法和修正公式等。其中，同步问题的解决是通过软件方法实现的，将其中一个站点的系统时间加上数据传输过程中的网络延时来对另外一个站点进行系统校时，完成两个站点的时间同步，该方法同传统的GPS授时仪授时方法相比，虽然没有它的同步精度高，但完全能达到系统的同步精度要求，同时又可以降低系统的开发成本。关于负压波波速的计算方法和改进，本文通过查阅相关文献给出了负压波波速同温度的数学关系式，最后通过介绍原油温度沿管线的变化规律，建立了负压波波速公式的线性修正模型，提高泄漏点的定位精度。
　　在系统设计中，数据处理部分对整个系统起着决定性的作用，影响着对泄漏事件的判别准确性和泄漏点的定位精度。由于小波分析在处理非平稳随机信号上比传统的傅里叶变换有着巨大的优势，所以本系统采用小波分析方法完成信号的分析和处理。在小波分析理论中本文采用小波阈值去噪法对信号进行滤波处理，通过对比常用的Symlets小波系和Daubechies小波系的去噪效果，找到了最佳的小波去噪方法。算法的软件实现是通过LabVIEW调用Matlab数据信号分析处理工具箱完成的，主要有信号滤波处理和特征点的提取。
　　本文通过对测试方法的分析，完成了系统的硬件选型，然后以LabVIEW为开发平台完成了系统上位机各个模块的设计工作。系统在实地一年多的稳定运行，证实了该系统的可靠性。

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作者
王政;
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作者单位

重庆大学;

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授予单位重庆大学;
学科仪器科学与技术
授予学位硕士
导师姓名付红桥;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TE973.6;
关键词
LabVIEW技术; 输油管道泄漏; 实时检测系统; 无线扩频技术; 数据传输;

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