氣體壓力容器泄漏實(shí)時(shí)檢測(cè)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(shí)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(diǎn)，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(shí)，會(huì)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(shí)甚至威脅人身安全，帶來不可挽回的后果。故如何實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)壓力容器泄漏源進(jìn)行檢測(cè)定位，具有十分重要的實(shí)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(duì)突發(fā)性信號(hào)（如聲發(fā)射信號(hào)）的實(shí)時(shí)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(duì)已有泄漏位置進(jìn)行定位。而對(duì)于已有泄漏激發(fā)的持續(xù)信號(hào)，現(xiàn)有的定位檢測(cè)技術(shù)通常需要人工干預(yù)，且檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，檢測(cè)范圍小，無法對(duì)大型容器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。故以上方法均不滿足壓力容器的在線檢測(cè)及定位需求，本文針對(duì)此問題，通過對(duì)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(hào)的泄漏

3、源實(shí)時(shí)檢測(cè)定位技術(shù)，并進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)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(hào)的產(chǎn)生機(jī)理及傳播特性。搭建了模擬泄漏實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，討論并分析了泄漏信號(hào)的時(shí)頻域特性。同時(shí)利用有限元仿真手段及激光多普勒測(cè)振儀實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，獲取了實(shí)際條件下泄漏聲波在器壁結(jié)構(gòu)中傳播的時(shí)域分布圖，研究了泄漏聲信號(hào)在不同結(jié)構(gòu)不同介質(zhì)器壁中的傳播特性。
　　2.針對(duì)一般器壁結(jié)構(gòu)，提出了一種基于超聲信號(hào)時(shí)空相關(guān)

4、性的氣體泄漏源實(shí)時(shí)定位方法。通過引入超聲導(dǎo)波在壓力容器器壁中傳播時(shí)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(hào)的時(shí)空相關(guān)性與泄漏源位置的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)泄漏源的實(shí)時(shí)精確定位。
　　3.分析了加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)對(duì)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(duì)泄漏信號(hào)時(shí)頻域影響的數(shù)學(xué)模型，導(dǎo)出了泄漏聲信號(hào)時(shí)空域相關(guān)度與泄漏源位置的關(guān)系表達(dá)式，實(shí)現(xiàn)了該結(jié)構(gòu)下氣體泄漏源的實(shí)時(shí)精確定位。
　　4.進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)工作