[发明专利]流体输送管道泄漏声发射时频定位方法

权利要求书

1.一种流体输送管道泄漏声发射时频定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：利用管道泄漏点两端的传感器观测声发射信号，将信号进行互相关分析；

步骤二：采用平滑伪Wigner-Ville时频分布对两路泄漏信号的互相关函数进行时频分析；

步骤三：管道泄漏时的信号互相关函数的时频谱存在峰值，提取其峰值对应的时间和频率信息；

步骤四：峰值对应的时间信息为两观测信号的时间延迟，同时利用其频率信息通过泄漏声发射主导模态的频散曲线查表确定泄漏声发射信号沿管道传播的速度；

步骤五：根据时差定位原理，利用时间延迟和实时确定的声速来确定管道泄漏位置。

2.根据权利要求1所述的一种流体输送管道泄漏声发射时频定位方法，其特征在于：在步骤一中，泄漏点两端传感器拾取的泄漏信号为x₁(t)，x₂(t)，则两拾取信号的互相关函数为：

$R\left(\mathrm{\τ}\right)=\∫x_1(t+\frac{\mathrm{\τ}}{2}){x_2}^{*}(t-\frac{\mathrm{\τ}}{2})dt$

其中，τ表示两泄漏信号之间的时间延迟；

采用平滑伪Wigner-Ville时频分布来分析时变互相关函数的时间延迟与频率之间的关系，即：

$C_{x_1{x}_2}(\mathrm{\τ},\mathrm{\ω})=SPW\left(R\right(\mathrm{\τ}))$

其中，表示两泄漏信号互相关函数的时频分布，平滑伪Wigner-Ville时频分布为：

$C_{x_1{x}_2}(t,\mathrm{\ω})=\∫h\left(\mathrm{\τ}\right)(\∫g(u-t\left)R\right(u+\frac{\mathrm{\τ}}{2}\left)R^{*}\right(u-\frac{\mathrm{\τ}}{2}\left)du\right)e^{-j\mathrm{\ω}\mathrm{\τ}}d\mathrm{\τ}$

其中，h(τ)为频域平滑函数，g(t)为时域平滑函数；

泄漏信号的互相关函数的时频分布的峰值对应的时间即为两泄漏信号之间的时间延迟，峰值对应的频率为与时间延迟对应的两泄漏信号相干性最强的频率，即：

$\[{\mathrm{\ω}}_0,\hat{D}\]=\arg \max C_{x_1{x}_2}(\mathrm{\τ},\mathrm{\ω})$

其中，ω₀和分别表示时频分布的峰值对应的峰值频率和两泄漏信号的时间延迟；

从而，泄漏点的位置可确定为：

${\hat{d}}_1=\frac{d+c\left({\mathrm{\ω}}_0\right)\hat{D}}{2}$

其中，表示估计的泄漏点到其中一个传感器的距离，d表示两传感器之间的距离，为已知或通过现场测量获得；c(ω₀)表示频率为ω₀时的泄漏声发射信号在流体管道中的声速，泄漏信号的声速随着频率的变化关系可以通过流体管道中主导模态导波的频散曲线获得。