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漏水检测仪如何根据振动信号来监测并作出相关分析?

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漏水检测仪如何根据振动信号来监测并作出相关分析?

发布日期:2016-03-15 11:04 来源:http://www.senslor.com.cn 点击:

漏水检测仪如何根据振动信号来监测并作出相关分析?


    我们来探讨一下管道漏水引发振动的机理,从而了解其作为振动源的特点。1.压力水从管道破损处冲出,在出口处激发振动,产生喷注噪声。2.压力水冲击覆盖管线周围介质,即周围土层和地表面,引发冲击振动。3.压力水冲出管道后,要寻求出处,在附近可能冲出空隙,空洞,产生水流扰动,翻滚的流动,并产生相应的声响。由于这些机理的复杂多样,特别在现实条件中,管道的材质不同,管径不同,破裂管口的形式不同,喷射方向不同,水压不同,埋层介质不同等等,均会影响漏水振动发生条件。实际检测也证明,漏水振动是连续的但振动量有起伏变化的复杂振动。

    因此,漏水振动往往存在各种复杂振动频率,从几十赫兹到几千赫兹都有分布。当前国内外,许多电子放大式听漏仪,频率覆盖均在此范围的原因均在此。 对于由漏点O某时刻发出的振动信号,经时间tA到达传感器A,tA=LA/V。经时间tB到达传感器B,tB=LB/V。若LB>LA,则tB-tA=ΔtAB=(LB-LA)/V。上述关系说明经ΔtAB后,B点的信号过程将重复在A点的信号过程 。

    为了避开随机过程中相关函数的数学表达的困难,作简要说明:对于一个实际管道漏点,喷射状态必然连续,但也由于喷射状态的扰动性,喷射振动实际为一随机过程。由于水压相对稳定,在所检测过程所对应的时间内,可将振动信号看成一个平稳随机过程。对于平稳随机过程的各种数学处理方法均可运用,相关漏水检测仪就是运用管道上两个不同点同时开始检测到的振动信号,做互相关运算。并用互相关系数最高值时的时间差,计算出振源位置。

    相关系数的概念,原本为概率论中描述两个事件发生的关联性,即若事件A发生,事件B也必发生;事件A不发生,事件B也必不发生。则这两个事件发生的相关系数为1(相关系数最大值);若事件A发生,与事件B的发生毫无关联,则相关系数为0(相关系数最小值)。推而至两个随机过程,中A、B两个传感器同时刻开始接收的两个振动信号,作为随机过程。则可认为A、B两过程相关系数为1。若ai趋于增大时,bi趋于增大的概率为90%,则相关系数为0.9等等。若ai趋于增大时,bi的趋向无规可寻,则相关系数为0。

   在一般情况下,ΔtAB不能从记录中直接观测到,需要求助于互相关系数的计算,即将时间差每次变动一个微小量(决定于允许的误差),计算一次两过程的互相关系数,并将互相关系数的值对应各时间差列出,对应在任一时刻ti它代表了过程的所有时刻,观察ti增大时的曲线取值变化的趋向。数学上即取此曲线在该点的斜率,或取一阶导数。若ai变化趋于增大,则bi也趋于增大;ai趋于下降,bi也趋于下降。。在图三c中,互相关的峰值出现在Δti点,就是所求的ΔtAB。由此时间差换算出LB或LA。即求得漏点位置。

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