氣體壓力容器泄漏實時檢測與定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著氣體壓力容器及高壓氣體傳輸管道的廣泛應(yīng)用，同時諸如航天器在軌運(yùn)行等特殊應(yīng)用環(huán)境的興起，使得在壓力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點，而氣體泄漏則是威脅此類系統(tǒng)安全運(yùn)行的最主要且最致命因素之一。當(dāng)壓力容器器壁由于缺陷或外力（如撞擊、腐蝕）等原因發(fā)生泄漏時，會導(dǎo)致容器結(jié)構(gòu)受損，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時甚至威脅人身安全，帶來不可挽回的后果。故如何實時準(zhǔn)確的對壓力容器泄漏源進(jìn)行檢測定位，具有十分重要的實際意義。
　　壓力容器的泄漏

2、一般可分為突發(fā)性泄漏及持續(xù)性泄漏，目前針對突發(fā)性信號（如聲發(fā)射信號）的實時定位技術(shù)已較為成熟，但此類方法很難獲得系統(tǒng)的泄漏狀況（如是否泄漏，漏孔大小等），且無法對已有泄漏位置進(jìn)行定位。而對于已有泄漏激發(fā)的持續(xù)信號，現(xiàn)有的定位檢測技術(shù)通常需要人工干預(yù)，且檢測時間長，檢測范圍小，無法對大型容器進(jìn)行實時檢測。故以上方法均不滿足壓力容器的在線檢測及定位需求，本文針對此問題，通過對泄漏源所激發(fā)聲波在器壁中傳播規(guī)律的研究，提出了一種基于聲信號的泄漏

3、源實時檢測定位技術(shù)，并進(jìn)行了大量的實驗論證工作，取得了很多有益的研究成果。本文主要內(nèi)容可歸納如下：
　　1.研究了泄漏源激發(fā)的聲波信號的產(chǎn)生機(jī)理及傳播特性。搭建了模擬泄漏實驗平臺，討論并分析了泄漏信號的時頻域特性。同時利用有限元仿真手段及激光多普勒測振儀實驗平臺，獲取了實際條件下泄漏聲波在器壁結(jié)構(gòu)中傳播的時域分布圖，研究了泄漏聲信號在不同結(jié)構(gòu)不同介質(zhì)器壁中的傳播特性。
　　2.針對一般器壁結(jié)構(gòu)，提出了一種基于超聲信號時空相關(guān)

4、性的氣體泄漏源實時定位方法。通過引入超聲導(dǎo)波在壓力容器器壁中傳播時頻散及多模態(tài)特性，導(dǎo)出了器壁中一定范圍內(nèi)采集信號的時空相關(guān)性與泄漏源位置的關(guān)系，實現(xiàn)了對泄漏源的實時精確定位。
　　3.分析了加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)對泄漏聲波傳播的影響，得到了該結(jié)構(gòu)下泄漏聲波特性，并建立了特定加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)對泄漏信號時頻域影響的數(shù)學(xué)模型，導(dǎo)出了泄漏聲信號時空域相關(guān)度與泄漏源位置的關(guān)系表達(dá)式，實現(xiàn)了該結(jié)構(gòu)下氣體泄漏源的實時精確定位。
　　4.進(jìn)行了大量實驗工作