【摘 要】
：
为保障输水管线安全高效运行,解决输水管道状态实时检测问题,本文搭建基于输水管线的相位敏感光时域反射计（Phase-sensitive optical time domain reflectometry,Φ-OTDR）预警系统,设计算法实现了管道振动信号处理与模式识别功能,降低了系统的误报警率。本文具体研究内容主要分为以下几点:（1）对实验室采集到的PZT压电陶瓷振动信号进行去噪处理。使用均衡优化算
论文部分内容阅读
为保障输水管线安全高效运行,解决输水管道状态实时检测问题,本文搭建基于输水管线的相位敏感光时域反射计（Phase-sensitive optical time domain reflectometry,Φ-OTDR）预警系统,设计算法实现了管道振动信号处理与模式识别功能,降低了系统的误报警率。本文具体研究内容主要分为以下几点:（1）对实验室采集到的PZT压电陶瓷振动信号进行去噪处理。使用均衡优化算法来优化变分模态分解算法参数并分解原始信号,选取与原始信号相关程度大的分量予以保留,对相关度小的分量使用奇异谱分解进行二次去噪并重构,最终重构的信号能够大幅度去除噪声,使用本文算法处理后,信号的信噪比能够达到13d B,为下一步的模式识别奠定了基础。（2）针对去噪后的信号进行模式识别分析,采用多特征融合的方法从时域、频域、空间域提取了信号的特征。提出采用改进的两级支持向量机算法对人为触碰、人工挖掘、机械挖掘等五种振动事件进行分类。五种振动事件整体识别效率为95.46%,系统的识别精度较高,能够满足工程上的应用。（3）搭建了Φ-OTDR软/硬件系统。详细分析了系统器件的参数,根据Φ-OTDR系统的技术指标完成了器件的选型。最后设计了上位机界面,完成了数据的实时显示、振动点处理、模式识别功能。本文将分布式光纤传感技术应用于管道的振动事件检测中,达到了管道状态的实时检测的目的,经过实际测试,本文所提算法能够解决管道附近振动事件的精准定位问题与模式识别问题,拓展了其在工程上的应用。
其他文献
心血管疾病（Cardiovascular Diseases,CVDs）一直是医学界和民众关注的焦点之一,其死亡率居疾病致死率榜首。如何降低心血管疾病对人类健康的危害,是科研工作者当前的研究热点。心脏磁共振（Cardiac Magnetic Resonance,CMR）图像常用于评估心功能参数和诊断心血管疾病,被视为心脏定量分析的金标准。对CMR图像内部结构准确分割是进行后续评估诊断面临的首要关卡。
随着我国能源行业的快速发展,许多石化装置不断建成。石化装置设备密集,且通常属于大型设备,其介质具有高温高压、毒害、腐蚀性等特点,安全风险较大。装置大修作为石化行业的常规行为,有时却由于安全风险未能得到充分识别、有效应对而造成了安全隐患甚至事故,对企业员工及企业发展造成一定的消极影响。为了充分识别并有效应对装置大修安全风险,提升公司的安全管理水平,本文以笔者所在SL公司为例,对催化裂化装置大修项目安
当前环境污染、自然灾害加剧、自然资源匮乏等,已经影响到了人类的健康生活乃及生存。十九大报告中,习总书记提出“坚持人与自然和谐共生”和“坚持推动构建人类命运共同体”的人类社会发展新理念。由此环保工作被提到了一个前所未有的高度,之后十九届历次全会都强调了党中央对生态文明建设的决心。所以我国当前正在大力推广这个新的人类社会发展理念,坚持可持续发展战略。为了贯彻落实这个战略精神,建筑工程施工首当其冲要进行
城市是承载人类文明的重要场所,是人类生产和生活活动的聚集区域。19世纪40年代以后,随着工业产能的爆发式增长,全球城镇化发展速度加快。根据2019年联合国公布的数据预测,未来三十年内全球将有近四分之三的人口成为城市居民,短时间内大量人口的涌入会导致环境污染、人口拥挤、资源供应不足等城市问题。在经过快速发展后我国也面临同样的困境。改革开放以来,我国在经济建设方面取得巨大成就,城市规模随之扩大,城镇化
时间序列是从均匀的时间间隔和给定的采样率下测量收集的有序数据,在各个领域中广泛存在。现实中采集的时间序列大多是没有标签信息的样本数据,有标签信息的数据很难采集,而人工标记的成本往往十分巨大。时间序列聚类是在没有任何先验知识的情况下分析大量时间序列数据的有效方法,其目的是以某种方式将给定的数据集划分为一组不重叠的集群,从而揭示数据的底层结构。但由于时间序列高维,高冗余以及存在非线性结构等特点,将传统
近年来随着新能源发电系统被广泛推广和利用,固态变压器迅速兴起,为各种直流或交流分布式电源、非线性设备等提供了进入电力系统的友好接口,它不仅可以实现可再生能源的即插即用,而且可以通过电力电子转换技术实现电力系统中的电压转换和双向能量传输,但固态变压器逆变级作为一种非线性系统,随着越来越多的分布式能源接入,运行时不可避免地受到多种复合扰动的影响,而传统的控制策略越来越不能满足需求,为提高其性能,解决各
电力电子系统具有能量转换效率高和可控性好的优点,已被广泛应用于航空航天、工业自动化、交通运输、可再生能源发电等领域。但是,由于工况复杂且严苛,电力电子系统的可靠性要求较高。然而,功率器件作为电力电子系统的关键单元,其对系统的安全性和可靠性起着决定性的作用。IGBT模块是一种应用最为广泛的功率器件,故本文以IGBT模块为研究对象,主要从IGBT模块组成的Buck变换器的电磁干扰信号与芯片结温和模块内
随着如今电子元器件更趋向于大规模集成化和微型化,传统半导体材料逐渐暴露出短板,因此,科研人员在自然界寻找一些能够取代传统材料的新型半导体材料。由于传统半导体受到禁带宽度的限制,在有些方面的性能有很大的不足,一些超宽禁带材料开始引起人们的注意。在超宽禁带半导体材料中,氧化镓在击穿电场、透光率以及电子迁移率等方面的优势非常显著,所以广泛地应用在一些大功率、高频以及光电器件中。氧化镓材料的研究可以分为氧
近年来,多模光纤（Multimode Fiber,MMF）在腔内医学诊断和光学成像等领域有着广泛应用。由于MMF中包含模式众多,不同模式之间的干涉和色散等相互作用使图像经过MMF传输后呈现散斑状图案。因此,阐明MMF输入与输出图像之间的非线性映射关系是研究MMF图像传输和散斑重构成像的关键。本文设计了一种卷积神经网络,用来实现散斑信息的高利用率和散斑图像重建的高准确度。此外,MMF成像过程中很多因
随着中国经济的快速发展,基础设施建设也突飞猛进。基建的主体结构基本上都是由钢材、水泥、砂石等工程材料构建而成,为施工项目供应工程材料的工程材料采销企业应运而生。因为工程材料采销行业门槛比较低,对业务流程的管理较为粗放。随着竞争的加剧,市场对工程材料采销企业提出了更高的要求,成本取胜、低价中标成为行业常态,经营风险随之增加。那么,工程材料采销企业如何对原有的业务流程进行优化,将流程中的风险、成本和效