| 【中文题名】 | 基于虚拟仪器的管道破坏监测系统设计与开发 |
| 【英文题名】 | The Damage Monitoring System of Buried Pipeline Based on Virtual Instrument Technology |
| 【学科专业】 | 检测技术与自动化装置 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-12 |
| 【中关键词】 | 管道破坏,独立分量分析,去噪,虚拟仪器,LabVIEW, |
| 【英关键词】 | Mangle of the pipelines,Denoise,Independent Component Analysis,Virtual Instruments,LabVIEW, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>采用各种新技术的自动检测系统 |
| 【论文摘要】 |
管道运输是与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输工具之一，在和我们日常生活密切相关的城市供水系统中发挥着重要的作用。近年来水管道人为损坏越来越严重，迫切需要一种可以监测管道破坏活动的方法，从而有效减少水资源的浪费。
本文通过大量查阅相关文献，针对国内外管道破坏实时监测的研究现状，提出了采用声检测技术对管道破坏活动进行监测的方法；并对声信号易受强背景噪声干扰而使破坏点定位精度降低的问题，提出了基于独立分量分析的去噪方法；然后采用虚拟仪器技术构建了一套管道破坏监测系统，并进行了硬软件设计；最后在实验室输水管道上进行了破坏活动的监测及定位实验研究。
具体工作及成果如下：
(1)．采用虚拟仪器技术，设计构建了一套基于声信号检测的管道破坏监测系统。根据管道破坏检测原理和相关分析理论，选择管道发生破坏时产生的声发射信号为研究对象，通过对声学传感器拾取的信号进行相关分析来实现管道的实时监测与破坏点的定位，并将监测系统应用于实验室输水管道，在不同的管道破坏情况下(破坏类型和破坏点位置不同)进行了实验研究。
(2)．提出了一种新的基于独立分量分析的管道破坏信号去噪方法。经典的Fas... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
7-9 |
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ABSTRACT |
9-11 |
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第一章 绪论 |
11-16 |
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1.1 选题的意义和背景 |
11-12 |
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1.2 管道检漏技术发展和检漏方法介绍 |
12-14 |
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1.3 论文的目的和主要内容 |
14-16 |
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第二章 文献综述 |
16-22 |
|
2.1 管道破坏泄漏检测技术现状 |
16-17 |
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2.1.1 管道泄漏检测技术进展 |
16-17 |
|
2.1.2 管道泄漏检测技术分类 |
17 |
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2.2 管道泄漏声发射检测技术 |
17-20 |
|
2.3 管道泄漏信号检测前景和发展趋势 |
20-21 |
|
2.4 本章小结 |
21-22 |
|
第三章 管道破坏检测原理与监测系统结构设计 |
22-32 |
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3.1 管道破坏检测原理 |
22-25 |
|
3.1.1 相关分析 |
22-23 |
|
3.1.2 管道破坏定位原理 |
23-25 |
|
3.2 监测系统结构设计 |
25-30 |
|
3.2.1 系统总体结构 |
25-26 |
|
3.2.2 传感器和信号调理器的选择 |
26-28 |
|
3.2.3 数据采集卡选择 |
28-30 |
|
3.2.4 监测系统软件平台 |
30 |
|
3.3 本章小结 |
30-32 |
|
第四章 基于ICA的管道破坏信号去噪方法研究 |
32-47 |
|
4.1 ICA基本概念和发展历程 |
32-33 |
|
4.2 ICA的原理和算法 |
33-37 |
|
4.2.1 基础理论 |
33-34 |
|
4.2.2 信号预处理 |
34 |
|
4.2.3 独立性判据 |
34-36 |
|
4.2.4 典型实现算法 |
36-37 |
|
4.3 经验特征函数估计的改进FastICA算法 |
37-40 |
|
4.3.1 基于经验特征函数的非高斯度量 |
37-38 |
|
4.3.2 优化方法 |
38-40 |
|
4.3.3 仿真分析 |
40 |
|
4.4 管道破坏信号去噪算法 |
40-42 |
|
4.4.1 小波去噪算法简述 |
41 |
|
4.4.2 ICA去噪算法 |
41-42 |
|
4.5 去噪仿真及实例分析 |
42-46 |
|
4.5.1 去噪仿真分析 |
42-44 |
|
4.5.2 输水管道破坏信号去噪实验分析 |
44-46 |
|
4.6 本章小结 |
46-47 |
|
第五章 基于虚拟仪器的监测系统软件设计 |
47-61 |
|
5.1 虚拟仪器技术介绍 |
47-52 |
|
5.1.1 虚拟仪器的概念与特点 |
47-48 |
|
5.1.2 虚拟仪器的构成 |
48-50 |
|
5.1.3 虚拟仪器开发平台LabVIEW |
50-52 |
|
5.2 监测系统软件设计 |
52-60 |
|
5.2.1 数据采集模块 |
53-55 |
|
5.2.2 数据预处理模块 |
55-58 |
|
5.2.3 监测定位模块 |
58-60 |
|
5.3 本章小结 |
60-61 |
|
第六章 管道破坏监测系统的实验分析 |
61-71 |
|
6.1 系统测试 |
61-63 |
|
6.1.1 理想正弦信号测试 |
61-63 |
|
6.1.2 传感器性能测试 |
63 |
|
6.2 输水管道破坏监测实验分析 |
63-69 |
|
6.2.1 放空管道撞击破坏定位实验 |
64-66 |
|
6.2.2 输水管道泄漏定位实验 |
66-68 |
|
6.2.3 输水管道破坏监测定位实验 |
68-69 |
|
6.3 本章小结 |
69-71 |
|
第七章 工作总结与未来展望 |
71-73 |
|
7.1 论文工作总结 |
71-72 |
|
7.2 系统后续工作展望 |
72-73 |
|
参考文献 |
73-77 |
|
攻读硕士学位期间完成的工作业绩 |
77-78 |
|
作者简介 |
78-79 |
|
致谢 |
79 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386368 |
