最优变分模态分解的管道泄漏次声定位和实验研究

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