內容簡介
流體輸送管道的泄漏檢測與定位《流體輸送管道的泄漏檢測與定位》內容簡介：使用管道運輸流體是一種經濟、方便的運輸方式，在石油、天然氣以及其他流體輸送中占有重要的地位。及時對流體輸送管道的泄漏進行檢測和泄漏點的定位，防止泄漏事故的進一步擴大，具有重要的經濟意義和社會效益。自20世紀80年代初以來，作者所在科研組在液體輸送管道的泄漏檢測和定位方法方面進行了系統、深入的研究，取得了豐富的理論研究成果，並研究和開發出了液體輸送管道泄漏檢測系統，對我國在這一領域的研究和套用起到了促進作用。《流體輸送管道的泄漏檢測與定位》從動態模型的建立、狀態估計、信號處理和模式識別等方面全面和系統地介紹了液體輸送管道的泄漏檢測和定位方法，並從套用的角度簡要介紹了泄漏檢測系統的組成，探討了系統的性能評價指標。《流體輸送管道的泄漏檢測與定位》是作者和研究生20多年來在液體輸送管道的泄漏檢測與定位方面的研究和套用成果的總結與提煉，對廣大從事油氣儲運及其自動化的工程技術人員和高等院校相關專業的教師、研究生均具有參考價值。所介紹的方法對其他領域從事自動化和技術系統故障診斷研究的工程技術人員、高等學校的教師與學生也具有參考價值。
作者簡介
王桂增，漢族，1941年生，江蘇靖江市人。1965年畢業於清華大學，1981－1983年赴美國進修。清華大學自動化系教授、博士生導師。曾任清華大學自動化系主任、中國自動化學會理事、中國自動化學會過程控制專業委員會常務委員、中國自動化學會技術過程故障診斷與安全性專業委員會主任。長期從事過程控制和故障診斷方面的教學與研究工作，曾講授“過程控制系統”、“高等過程控制”和“動態系統故障診斷”等課程，參加編寫教材《過程控制》，主編教材《高等過程控制》。曾獲國家教委科技進步（基礎研究類）一等獎、中國石油化工集團公司科技進步二等獎、中國石油化工集團公司科技進步三等獎、中國航天工業總公司科技進步三等獎，並獲國務院頒發的特殊津貼。在國內外重要學術刊物和學術會議上發表論文140餘篇。葉昊，漢族，1969年生，天津市人。分別於1992年和1996年在清華大學自動化系獲得學士和博士學位，畢業後留校任教至今，曾於1999年和2003年兩次赴德國進行訪問研究。現為清華大學自動化系教授，博士生導師，清華大學自動化系過程控制工程研究所所長，中國自動化學會技術過程故障診斷與安全性專業委員會秘書長。
目錄
第1章 緒論
1.1 管道泄漏檢測的意義
1.2 流體輸送管道泄漏檢測方法概述
1.2.1 外部環境檢測
1.2.2 管壁狀況檢測
1.2.3 管內流動狀態檢測
參考文獻
第一篇 基於模型的泄漏檢測與定位方法
第2章 液體管道的動態模型與仿真
2.1 管內瞬態流動的基本方程
2.1.1 動量方程
2.1.2 連續性方程
2.1.3 能量方程
2.1.4 狀態方程
2.2 液體管道模型及其特徵線解法
2.2.1 液體管道模型
2.2.2 特徵線解法
2.2.3 有限差分方程
2.2.4 邊界條件
2.2.5 分叉連線
2.3瞬變流能量損耗對仿真的影響
2.3.1 管道切應力模型
2.3.2 管道擬二維模型和二維模型
2.3.3 能量損耗對管道仿真的影響
2.4 泄漏仿真
2.4.1 泄漏量大小的影響
2.4.2 泄漏位置的影響
2.4.3 泄漏形成時間的影響
2.5 基於實時模型的泄漏檢測
2.5.1 基於直接比較的泄漏檢測方法
2.5.2 基於修正項的質量/流量平衡方法
2.6 瞬變流計算中的幾個問題
2.6.1 插值問題
2.6.2 流動參數的確定
2.6.3 管道入口段的流動問題
2.6.4 管道高程差的問題
參考文獻
第3章 基於狀態估計的泄漏檢測與定位
3.1 Kalman濾波的基本原理
3.2 管道狀態方程的建立
3.3 自適應Kalman濾波
3.4 基於Kalman濾波的泄漏檢測與定位
3.5 試驗結果
參考文獻
第二篇 基於信號處理和模式識別的泄漏檢測與定位方法
第4章 隨機過程的基本知識
4.1 基本概念
4.1.1 事物變化過程的分類
4.1.2 隨機過程的樣本與狀態
4.1.3 集合（總體）平均
4.1.4 時間平均
4.2 隨機過程的數字特徵
4.2.1 數學期望
4.2.2 方差
4.2.3自相關函式
4.2.4互相關函式
4.2.5 功率譜密度函式
4.3 隨機過程的分類
4.3.1 連續型隨機過程和離散型隨機過程
4.3.2 連續時間參數隨機過程和離散時間參數隨機過程
4.3.3平穩隨機過程與非平穩隨機過程
4.3.4 爾格過程（各態遍歷性過程）
4.3.5 獨立隨機過程
4.4 白噪聲過程及其性質
參考文獻
第5章 基於時域分析的泄漏檢測與定位
5.1 基於相關分析的泄漏檢測與定位
5.1.1 基於壓力波分析的泄漏檢測與定位原理
5.1.2 泄漏檢測與定位的相關分析方法
5.1.3 基於廣義相關分析的泄漏檢測與定位
5.2 基於時間序列分析方法的泄漏檢測與定位
5.2.1 時間序列與系統狀態的關係
5.2.2 時間序列信號建模
5.2.3 判別函式
5.2.4 泄漏檢測與定位的時間序列分析方法
5.3 基於仿射變換的泄漏定位
5.3.1 仿射變換的基本原理
5.3.2 泄漏定位的仿射變換方法
參考文獻
第6章 基於時頻分析的泄漏檢測與定位
6.1 引言
6.2 小波變換的基本原理
6.2.1 Mallat小波變換的定義
6.2.2 利用小波變換檢測信號邊沿的原理
6.3 基於小波變換的泄漏檢測與定位
6.3.1 基於小波變換的泄漏檢測
6.3.2 基於小波變換的泄漏定位
參考文獻
第7章 基於模式識別和圖像處理的泄漏檢測與定位
7.1 支持向量機的基本概念
7.2 基於支持向量機的泄漏檢測與定位
7.2.1 基於支持向量機的泄漏檢測方法
7.2.2 基於圖像邊緣檢測的泄漏定位方法
7.3 基於圖像處理的泄漏檢測與定位
7.3.1 基於主元分析的泄漏檢測方法
7.3.2 基於非負矩陣因子分解的泄漏檢測方法
7.3.3 基於最大互信息的泄漏定位方法
參考文獻
第8章 管網的泄漏檢測與定位
8.1 基於模式識別的管網泄漏檢測
8.1.1 基本思路
8.1.2 泄漏檢測
8.2 基於模式識別的管網泄漏定位
8.3 仿真實驗
參考文獻
第9章 基於聲波信號的泄漏檢測與定位
9.1 引言
9.2 泄漏聲波的產生
9.2.1 泄漏開始階段——衝激波聲源產生的聲壓
9.2.2 泄漏持續階段——活塞聲源產生的聲壓
9.3 管道中泄漏聲波的傳播模式
9.3.1 管道聲學方程
9.3.2 管內液體中的縱波
9.3.3 管壁中的縱波
9.4 管內聲波頻率回響分析
9.4.1 管內頻率回響的機理分析
9.4.2 管內頻率回響辨識
9.4.3 仿真結果及分析
9.4.4 實驗驗證
9.5 基於Duffing振子的聲波信號檢測
9.5.1 Duffing振子簡介
9.5.2 基於Duffing振子的周期信號檢測
9.5.3 基於Duffing振子的天然氣管道泄漏檢測
參考文獻
第三篇 流體輸送管道泄漏檢測系統
第10章 流體輸送管道泄漏檢測系統的組成
10.1 系統的體系結構
10.1.1 系統的拓撲結構
10.1.2 系統的網路結構
10.2 系統的軟體結構
10.2.1 RTU程式
10.2.2 伺服器程式
10.2.3 遠程客戶端程式
10.3 遠程數據單元
10.4 數據通信
10.5 GPS對時
參考文獻
第11章 管道泄漏檢測系統的性能評價
11.1 一般故障診斷系統的性能評價
11.2 管道泄漏檢測系統的性能指標
11.2.1 泄漏檢測靈敏度
11.2.2 泄漏點的定位精度
11.2.3 抗工況擾動能力
11.2.4 系統回響時間
11.2.5 影響系統性能的其他因素
11.2.6 性能指標認知上的問題
11.3 通過信息融合提高定位精度
11.4 最小可檢測泄漏量的分析與計算
11.4.1 泄漏點壓力變化與泄漏量的計算
11.4.2 負壓波的傳播過程
11.4.3 最小可檢測泄漏量的計算
11.4.4 泄漏靈敏點的分析
參考文獻
