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輸油管道泄漏檢測研究-碩士論文,完整的碩士論文，本人原創(chuàng)。目 錄中文摘要i英文摘要ii第1章 前言11.1輸油管線泄漏產(chǎn)生的原因及危害11.2選題意義和研究內(nèi)容21.3國內(nèi)外輸油管線泄漏檢測方法現(xiàn)狀31.3.1聲波法51.3.2基于模型的檢測方法61.3.3壓力梯度法71.3.4壓力點分析法81.3.5小波分析法91.3...
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輸油管道泄漏檢測研究-碩士論文
完整的碩士論文，本人原創(chuàng)。
目 錄
中文摘要•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••i
英文摘要••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••ii
第1章 前言••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
1.1輸油管線泄漏產(chǎn)生的原因及危害••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
1.2選題意義和研究內(nèi)容••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
1.3國內(nèi)外輸油管線泄漏檢測方法現(xiàn)狀••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.3.1聲波法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
1.3.2基于模型的檢測方法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
1.3.3壓力梯度法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
1.3.4壓力點分析法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
1.3.5小波分析法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
1.3.6統(tǒng)計分析法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
1.3.7仿人工智能的方法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
1.3.8泄漏檢測方法性能分析••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
1.4泄漏檢測與定位系統(tǒng)要求及選擇方案•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
第2章 泄漏檢測及定位方法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
2.1泄漏檢測原理•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
2.2雙壓力檢測原理及最小間距確定••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
2.3檢測參數(shù)••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
2.4孤羅東管線泄漏檢測框圖•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
2.5泄漏判斷••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
2.5.1流量平衡判斷法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
2.5.2壓力流量分段判斷法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
2.6定位原理••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••22
2.6.1小波分析確定奇異點••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••24
2.6.2相關(guān)分析定位方法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••25
2.7數(shù)據(jù)處理••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
2.7.1卡爾曼濾波••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
2.7.2小波分析濾波•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••27
2.8 提高定位精度的方法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••28
2.8.1壓力波速的確定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••28
2.8.2壓力波傳播到首末端的時間差•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••30
2.8.3重點管段RTU壓力參數(shù)采集••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••31
第3章 硬件設(shè)計•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••32
3.1硬件設(shè)計框圖•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••32
3.2壓力檢測儀表選型••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••33
3.2.1 PPTE傳感器特點•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••33
3.2.2 PPTE傳感器應(yīng)用框圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••34
3.3流量檢測設(shè)備選型••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••35
3.4 RTU采集設(shè)備選型•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••36
3.5工業(yè)計算機(jī)•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••37
第4章 軟件設(shè)計•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••38
4.1軟件設(shè)計框圖•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••38
4.2壓力儀表量程動態(tài)設(shè)置框圖•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••38
4.3采集流量參數(shù)框圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••39
4.4 RTU軟件框圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••40
4.4.1 RTU與PPTE通訊••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••40
4.4.2 RTU與調(diào)度中心站通訊•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••41
4.5下位機(jī)（IPC）軟件框圖•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••42
4.6調(diào)度中心站軟件框圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••42
4.6.1系統(tǒng)通訊模塊•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••43
4.6.2網(wǎng)絡(luò)校時模塊•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••43
4.6.3數(shù)據(jù)分析與保存•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••44
4.6.4動態(tài)顯示模塊•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••45
4.6.5參數(shù)設(shè)置模塊•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••46
第5章 現(xiàn)場應(yīng)用及數(shù)據(jù)分析••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
5.1基于LABVIEW7.1開發(fā)工具••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
5.1.1下位機(jī)流量數(shù)據(jù)采集示例••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
5.1.2上位機(jī)（調(diào)度中心站）程序界面•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••48
5.1.3泄漏波形分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••49
5.2 基于MATLAB WAVELET工具包的應(yīng)用••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••51
5.2.1圖形化操作方式•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••51
5.2.2濾波實例分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••58
5.2.3壓力波波速實例分析••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••61
5.2.4小波分析法確定泄漏位置實例•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••64
第6章 結(jié) 論••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••73
參考文獻(xiàn)••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••75
致謝•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••80
完整的碩士論文，本人原創(chuàng)。
目 錄
中文摘要•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••i
英文摘要••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••ii
第1章 前言••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
1.1輸油管線泄漏產(chǎn)生的原因及危害••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
1.2選題意義和研究內(nèi)容••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
1.3國內(nèi)外輸油管線泄漏檢測方法現(xiàn)狀••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.3.1聲波法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
1.3.2基于模型的檢測方法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
1.3.3壓力梯度法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
1.3.4壓力點分析法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
1.3.5小波分析法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
1.3.6統(tǒng)計分析法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
1.3.7仿人工智能的方法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
1.3.8泄漏檢測方法性能分析••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
1.4泄漏檢測與定位系統(tǒng)要求及選擇方案•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
第2章 泄漏檢測及定位方法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
2.1泄漏檢測原理•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
2.2雙壓力檢測原理及最小間距確定••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
2.3檢測參數(shù)••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
2.4孤羅東管線泄漏檢測框圖•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
2.5泄漏判斷••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
2.5.1流量平衡判斷法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
2.5.2壓力流量分段判斷法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
2.6定位原理••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••22
2.6.1小波分析確定奇異點••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••24
2.6.2相關(guān)分析定位方法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••25
2.7數(shù)據(jù)處理••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
2.7.1卡爾曼濾波••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
2.7.2小波分析濾波•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••27
2.8 提高定位精度的方法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••28
2.8.1壓力波速的確定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••28
2.8.2壓力波傳播到首末端的時間差•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••30
2.8.3重點管段RTU壓力參數(shù)采集••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••31
第3章 硬件設(shè)計•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••32
3.1硬件設(shè)計框圖•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••32
3.2壓力檢測儀表選型••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••33
3.2.1 PPTE傳感器特點•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••33
3.2.2 PPTE傳感器應(yīng)用框圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••34
3.3流量檢測設(shè)備選型••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••35
3.4 RTU采集設(shè)備選型•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••36
3.5工業(yè)計算機(jī)•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••37
第4章 軟件設(shè)計•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••38
4.1軟件設(shè)計框圖•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••38
4.2壓力儀表量程動態(tài)設(shè)置框圖•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••38
4.3采集流量參數(shù)框圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••39
4.4 RTU軟件框圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••40
4.4.1 RTU與PPTE通訊••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••40
4.4.2 RTU與調(diào)度中心站通訊•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••41
4.5下位機(jī)（IPC）軟件框圖•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••42
4.6調(diào)度中心站軟件框圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••42
4.6.1系統(tǒng)通訊模塊•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••43
4.6.2網(wǎng)絡(luò)校時模塊•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••43
4.6.3數(shù)據(jù)分析與保存•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••44
4.6.4動態(tài)顯示模塊•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••45
4.6.5參數(shù)設(shè)置模塊•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••46
第5章 現(xiàn)場應(yīng)用及數(shù)據(jù)分析••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
5.1基于LABVIEW7.1開發(fā)工具••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
5.1.1下位機(jī)流量數(shù)據(jù)采集示例••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
5.1.2上位機(jī)（調(diào)度中心站）程序界面•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••48
5.1.3泄漏波形分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••49
5.2 基于MATLAB WAVELET工具包的應(yīng)用••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••51
5.2.1圖形化操作方式•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••51
5.2.2濾波實例分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••58
5.2.3壓力波波速實例分析••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••61
5.2.4小波分析法確定泄漏位置實例•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••64
第6章 結(jié) 論••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••73
參考文獻(xiàn)••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••75
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