基于止回閥聲音信號的氣液兩相流流型智能辨識方法研究.pdf

1、氣液兩相流廣泛存在于自然界和工業(yè)生產(chǎn)中，在石油的輸送管道中更為常見。石油作為一種重要能源，在國民經(jīng)濟和工業(yè)發(fā)展中都占有重要地位，因此對于石油輸送管道的安全監(jiān)測就顯得尤為重要。石油管道的安全監(jiān)測從本質上講就是檢測管道內(nèi)的氣液兩相流動狀態(tài)，識別出故障信息并及時發(fā)出預警。石油管道內(nèi)的氣液兩相流型是油氣管道輸送安全監(jiān)測的重要參數(shù)之一，由于氣液兩相流的復雜性和易燃易爆的危險性，至今流型識別還沒有得到很好的解決。
　　本文提出了一種基于止回閥

2、內(nèi)聲音信號，辨識氣液兩相流型的新方法。參照石油輸送的實際工況，設計制作了適用于實驗研究的止回閥，搭建了可視化的實驗平臺，利用水和空氣模擬產(chǎn)生了液相流、氣相流、彈狀流和混狀流四種不同的流型。采集了這四種流型經(jīng)過止回閥時產(chǎn)生的聲音信號。通過設置合理的采樣時間和頻率，對獲得的信號進行了采樣，提高了信號處理效率。根據(jù)氣液兩相流的非線性特性，選用希爾伯特-黃變換(HHT)作為聲音信號的處理方法。
　　聲音信號經(jīng)過采樣之后，利用EMD去噪算法

3、降低了采樣信號的噪聲，并對去噪后的聲音信號進行了重構。再對重構信號進行EMD和希爾伯特譜分析，得到了信號的IMF分量、希爾伯特譜和希爾伯特邊際譜等能量特征。研究發(fā)現(xiàn)，第3個IMF分量及其希爾伯特譜的能量和重構信號邊際譜的能量能夠反映不同流型的特征。因此，選擇這三項特征數(shù)據(jù)繪制了二維和三維流型圖。實驗表明，利用止回閥內(nèi)聲音信號特征所繪制的流型圖，辨識準確率在98.1％以上。
　　為了進一步完善本方法，實現(xiàn)對氣液兩相流型的智能辨識。本