声波法直埋热水供热管道泄漏检测定位

为快速诊断供热管网泄漏,提升供热管网运行安全,搭建了供热管道泄漏检测与定位的试验台,采用加速度传感器进行声波测量,研究供热管道不同运行压力、温度、泄漏孔径、漏点位置等对供热管道泄漏声波特性与漏点定位的影响。结果表明:供热管道未泄漏时背景噪声能量集中在0~1000Hz,泄漏后的声波能量集中在1200~2400Hz和3200~4000Hz范围。管内压力和泄漏孔径增大后,泄漏声波信号幅值增大,信号能量增强,高频段能量占比增加,漏点定位精度提高;而温度升高后,泄漏声波信号幅值减小,信号能量减弱,低频段能量占比增加,漏点定位精度下降;漏点相对位置对漏点定位精度影响小,带通滤波处理后,漏点定位精度明显提高。     

基于超声多普勒效应的浴室跌倒检测

提出了一种使用20 k Hz超声波检测浴室跌倒状况的方法,并进行了浴室环境中的测试.由于跌倒会造成失重,身体运动速度增大,导致产生多普勒效应,造成反射的超声频率的偏移.根据这一频移判断人是否跌倒,并采取相关措施,可以在保护隐私的前提下结合浴室的特点保护人们的健康和安全,为智能医疗的发展打下良好的基础.     

直埋热水供热管道泄漏声波特性实验研究

城市直埋供热管网泄漏精准智能定位是城市供热基础设施安全与节能降碳运行及智能化的重关键环节。为提高利用声波法进行直埋热水供热管网泄漏的定位精度,建立DN300大型模化供热实验系统,研究了有无泄漏时,管壁上声波信号随传播距离、温度、压力和流量变化的特性,分析了管道上水泵振动声波的时频特点,利用小波阈值法进行信号降噪,得到了供热管道泄漏的特征频段。研究表明,温度对泄漏声波频段影响显著,温度越高声波特征频段分布越大,温度从31℃升高到86℃后,特征频段从200-800 Hz升至50-1500 Hz;传播距离、压力和流量的变化主要影响泄漏信号幅值,对特征频段范围影响较小;水泵声波能量主要集中在3000-4000 Hz处于泄漏信号频段范围之外,利用小波阈值法进行信号降噪,提高定位精度可达0.11%、实现定位距离偏差在±1m内。     

不同频率超声波对彩虹鲷幼鱼生长发育的影响

研究超声波辐射频率分别为0、20、28、40 k Hz时,对质量为(0.23±0.05)g彩虹鲷幼鱼生长发育的影响.30 d的试验结果表明:超声波辐射频率为20 k Hz试验组的质量相对增加率、特定生长率、蛋白质表观消化率最高,分别为(108.80±4.09)%、(2.45±0.70)%·d~(- 1)和(90.60±1.26)%;辐射频率为28 k Hz试验组彩虹鲷幼鱼的干物质消化率最高,为(69.58±1.94)%;超声波辐射频率为40 k Hz试验组的质量相对增加率、特定生长率、干物质消化率、蛋白质表观消化率最低,分别为(71.79±1.64)%、(1.80±0.31)%、(60.46±1.17)%和(86.06±1.81)%.由研究结果可知,不同超声波辐射频率对彩虹鲷幼鱼的质量相对增加率、特定生长率、消化率有显著影响(P0.05).超声波辐射频率在20~28 k Hz间有利于彩虹鲷幼鱼生长,超声波辐射频率为40 k Hz时不利于彩虹鲷幼鱼生长发育.     

声威大震的新式武器

看过《西游记》的人大概都不会忘记孙悟空大战四大天王的故事。其中琵琶天王在一把魔力无比的智愚琵琶上能弹出令人昏昏欲睡、浑身无力的声音,孙悟空因此失去了战斗力,一度败下阵来。声音果然有这样的威力吗?当你了解了现代科学技术的发展使声音成为武器的事实,你会为科学与神话间距离之近而感到愕然。令人五脏俱裂我们都知道,声音是由物体振动产生一定的声波而形成的物理现象。而声波又因其振动频率的不同可以产生高低不同的声音。声波每秒钟振动的次数用赫兹表示。正常人耳朵能听到的声波,其频率在20—20000赫兹之间。高于20000赫兹的声波叫超声波;低于20赫兹的声波叫次声波。     

基于VMD改进算法的气体管道泄漏检测

为提取气体管道声波信号中的泄漏成分并进行重构,提出一种结合VMD( VMD: Variational Mode Decomposition) 和误差能量算法的特征提取方法。该方法首先利用油气管道泄漏检测系统模拟气体管道的微小泄漏,并采集泄漏声波信号; 然后利用VMD 算法将采集到的泄漏声波信号分解为一系列带宽受限的固有模态;随后,使用误差能量算法选择有效模态; 最后,利用有效模态进行信号重构。通过仿真分析发现,该改进算法可以提取有效模态,利用该方法处理气体管道微小泄漏声波信号,能有效滤除噪声并重构原始信号。     

智能清管器在管道上的应用

长期运行的输油管道由于外界因素的影响致使其堵塞,严重的还会导致输送介质的泄漏,不但给企业带来巨大的经济损失,还会对输送管线周边环境造成污染.因此,为了提高管道的输送效率、保证油品的安全输送,对管道进行清理和疏通是一项必不可少的管道维护作业.清管器作为机械清洗管道的设备之一,已经在世界上许多国家的管道行业得到广泛应用.基于管道的特殊性和复杂性,智能清管器是目前广泛采用的管道内检测设备.     

磁致伸缩超声导波的包覆层轻烃管道检测试验分析

采用磁致伸缩传感器(Ms S)超声导波检测系统,对带包覆层轻烃管道进行在线检测。研究了不同检测频率、管道直径对管道缺陷检测定位精度的影响,并分析了带有黏弹性包覆层环氧树脂对超声导波信号的影响。对114 mm和80 mm两类管道,以三通、弯头等近似为缺陷,分别使用32 k Hz和64 k Hz探头进行检测。检测结果表明:不同检测频率时管道缺陷检测精度不同,频率越高,定位精度越高。管道的直径对导波信号缺陷检测精度有重要影响,采用32 k Hz频率对80 mm管道的定位精度为9.3 cm,远高于114 mm管道的定位精度(17.6 cm)。黏弹性包覆层对检测信号有强烈的衰减,平均衰减速率约为1 d B/m。     

超声波焊接中振动传递特征与聚合物物态分析

在聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)的超声波焊接中测量了振动传递与焊接界面温度,利用小波包分析对振动传递波形进行分解,计算了各节点能量占比,对能量主要分布的频段进行小波包单节点重构,结合温度变化实现振动传递特征的提取.结果表明:在109.375~125 k Hz频段,其重构波形频率为120 k Hz,当温度接近材料玻璃化温度时,振幅大幅度衰减;在温度达到峰值后,振幅出现微弱反弹,随后继续衰减,反映了材料储能模量减小的同时,损耗模量先增加后减小.经小波包分解重构的特征波形可以更为精细地划分界面完全熔合和过度熔合之间的临界点,可作为控制参数提高界面熔合的控制精确性.     

医药中间体对氯溴苯的合成新方法

以氯苯为原料,溴素为溴源,铁粉为催化剂,对在超声波作用下合成对氯溴苯的反应进行了研究,通过单因素实验考察了反应时间、反应温度、超声波频率、催化剂用量和物料配比等因素对反应产率的影响,得到了较佳的工艺条件,并与传统方法进行了对比试验。较佳反应条件是:以等物质的量的氯苯和溴作为反应物,催化剂的物质的量是反应物的物质的量的1/10,滴溴时间20 min,继续震荡时间10 min,反应温度20℃,超声频率40 k Hz,对氯溴苯产率为53. 44%。     

管道中液体泄漏的超声检测

本文研究了液体泄漏时的漩涡产生,气泡破灭对管道系统的影响,找到了特征频率,提出以液体泄漏时的超声波信号为特征参数可以对管道的微量泄漏进行有效地检测。并通过有关实验进行了验证。     

跨座式单轨车轨耦合系统振动信号采集频率分析

针对跨座式单轨车轨耦合系统振动信号采集时,振动信号采集频率会对车轨耦合动力响应数据处理结果产生影响,利用有限元分析软件建立跨座式单轨车轨耦合系统模型,探究不同车速下车辆与轨道梁振动响应随振动信号采集频率变化的趋势,进而得出适宜于车辆与轨道梁振动信号采集频率范围。研究结果表明：若振动信号采集频率过低,会导致车轨耦合振动响应结果失真,采集频率过高,对结果的精度提高效果并不明显;车辆振动信号采集频率宜不低于200 Hz;轨道梁垂向、横向振动加速度信号采集频率最低值分别为600 Hz和1500 Hz,且车速越高,振动信号采集频率对轨道梁振动加速度结果准确性影响越大。     

气液两相流管道泄漏流场特性数值模拟分析

气液两相流管道声波泄漏检测技术在研究过程遇到流动参数无法准确测量难题,不能充分了解泄漏声源特性,阻碍了声波泄漏检测技术的发展.基于多相流体流动过程中声场和流场是密不可分的,且两者之间相互作用、相互影响.为补充实验研究和理论分析不足,利用ANSYS软件,建立了简化的管道泄漏几何模型,采用Fluent动网格技术和自定义函数编程实现气液两相流管道泄漏开启过程和完成的流场模拟.通过对比分析泄漏流场各参数变化分析得到泄漏声源特性,与理论相验证.进一步分析分层流、波浪流、段塞流三种流型下泄漏过程流场参数变化,得到各流型泄漏开启过程的声场变化,深入探讨气液两相流管道泄漏声源产生机理,为声波检测技术提供理论支持.     

气体对于超声波流量计影响及其修正的实验研究

超声波流量计在测量液体流量时,往往要求管内是充满状态,但在实际应用中,常常出现液体中含有气体,从而造成测量偏差。为了能够修正该偏差,提出了多传感器组合使用,进行修正的方法。对管道中充满液体时,使用FDT—21超声波手持流量计进行流量标定;在含有气体状态下,使用38 k Hz的超声波发射及接收装置,测量不同含气量研究不同安装方式对于含气流量的测量影响,从而实现含气状态下水平管道中流量的修正。结果表明:水平管道液体流动时,含气会对超声波流量计测量结果造成误差,通过适当的修正方法可实现超声波流量计流量的测量,偏差大约在2%左右。     

基于改进的经验模态分解方法的热网管道泄漏检测方法

管道泄漏检测技术是保障管道安全生产的重要手段。为了延长管道使用寿命、及时发现和处理管道泄漏事故,通常采用基于声波检测的管道泄漏检测方法。对基于声波检测的热网管道泄漏检测方法进行了研究。对经验模态分解方法进行了分析,针对其存在的端点效应问题提出了一种改进的方法,经过仿真实验和性能对比,验证了方法的有效性和优越性。将这种改进的EMD算法应用在热网管道泄漏检测中,取得了较好的管道信息处理效果。     

基于泄漏瞬变模型的管道泄漏检测与定位方法

目前基于模型的管道泄漏检测与定位方法在泄漏瞬态过程中难以稳定定位,造成定位时间过长,无法及时排除泄漏故障.基于特征线法,对管道泄漏瞬变信号的产生和传播进行研究,提出基于泄漏瞬变模型的管道泄漏检测与定位方法.该方法能够在泄漏瞬态过程中进行定位,缩短了模型法的定位时间.通过仿真研究和实际管道的实验验证对该方法的定位时间、定位持续时间、定位精度和噪声的影响等进行分析和讨论.实验结果表明该方法具有快速定位能力,可适用于突发泄漏和缓泄的检测和定位.但该方法的定位持续时间有限,测量信号中的噪声会影响该方法的定位精度、定位稳定性和定位响应速度.     

雪莲果SOD超声萃取工艺研究

利用超声波对雪莲果中SOD的提取工艺进行了研究。在单因素试验的基础上,采用正交试验法确立适宜的提取条件,考察料液比、超声处理温度、浸提时间、超声处理功率和超声处理时间对雪莲果中总蛋白提取量及酶活性的影响。结果表明:在超声波频率45k Hz时,料液比为1∶1.5,40℃的超声温度,在超声功率为240 W的条件下萃取7 min,可使SOD酶活性达到最大值。     

L(0,2)模态在管道内壁附着物测厚中的应用

管道内壁附着物厚度的状况,是工业生产安全性评价的一项重要指标.以有机热载体炉为例,其管道内壁的积碳层极易造成加热炉管的某些部位局部过热,导致爆管发生,造成人员伤亡.本文分析L(0,2)模态在双层管道中的传播特性后提出,利用110k Hz下L(0,2)模态导波的群速度随管道内壁附着物厚度增长单调减小的特性,无损定量地检测外径57mm,壁厚3.5mm管道的内壁均匀附着物的厚度.随后建立了管道内壁附着物厚度定量检测系统,利用中心频率为110k Hz的压电斜探头以非对称加载的方式对内壁附着有0、1、1.5、2和2.5mm均匀模拟积碳的管道试样进行了35组实验研究.实验结果表明,L(0,2)模态群速度的实验值与理论值的总体变化趋势保持了一致.利用本方法可以定量检测管道内壁附着物的厚度,对安放空间狭小、无法沿管道周向布置阵列传感器的工业管道的检测具有很好的实用意义,并且对于后续的探头开发具有指导意义.     

螺纹环塞规超声波清洗机

本文介绍一种利用超声波清洁螺纹环塞规的清洗设备。该设备通过换能器将功率超声频源的声能转换成机械振动,通过清洗槽壁将超声波辐射到槽中的清洗液,槽中受到超声波辐射的液体产生的微气泡在声波的作用下保持振动从而达到清洗污垢的目的。     

基于光纤分布式测温的热力管道泄漏定位系统

针对传统热力管道泄漏巡检方式存在的准确度不高、抗干扰能力差等不足，采用光纤分布式测温的方法测量热力管道沿线温度场，当发生泄漏时，管道中的热水或蒸汽会流出并改变泄漏点周围的温度场，系统可以快速捕捉温度变化并实时定位泄漏点。实验检测系统性能指标为温度精度(温度测量值与真实值间的误差)±1℃,空间分辨率≤2 m,目前已成功应用于济宁运河电厂热力管道的检测中，精确地测量了热力管道沿线15 km的温度变化，并成功对一处泄漏行为进行了报警，表明分布式光纤测温系统在热力管道泄漏监测领域具有广阔的应用前景。