[发明专利]基于均值分解和信号清晰度的管道泄漏信号时延估计方法

权利要求书

1.基于均值分解和信号清晰度的管道泄漏信号时延估计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：采集两路管道泄漏信号X₁(t)、X₂(t)；

S2：对两路管道泄漏信号分别进行LMD分解，得到若干具有物理意义的PF分量；

S3：通过信号清晰度算法筛选PF分量并重构管道泄漏信号X'₁(t)、X'₂(t)；

S4：将重构信号X'₁(t)、X'₂(t)进行互相关运算来获取时延估计。

2.根据权利要求1所述的基于均值分解和信号清晰度的管道泄漏信号时延估计方法，其特征在于：所述S1具体为：

流体管道泄漏产生振动信号，置于管道两端的加速度传感器采集得到两路信号X₁(t)、X₂(t)，由于泄漏振动信号的多模态和频散特性导致相关噪声的存在，对于含有相关噪声的两路泄漏振动信号表示为：

X₁(t)＝S(t)+N₁(t) (1)

X₂(t)＝αS(t-D)+N₂(t) (2)

其中S(t)为泄漏源信号，N₁(t)和N₂(t)为相关的零均值高斯白噪声，D为时间延迟，α为衰减因子。

3.根据权利要求1所述的基于均值分解和信号清晰度的管道泄漏信号时延估计方法，其特征在于：所述S2具体为：

(1)确定非平稳信号X(t)所有的局部极值点，包括极大值点和极小值点，计算相邻两个极值点的平均值以及包络估计函数

n_i为X(t)的局部极值点；m_i为相邻极值点的均值；a_i为包络估计函数；对所有平均值m_i以及包络估计值a_i，分别用直线将相邻两点连接起来，然后采用滑动平均方法进行平滑处理，得到局域均值函数m₁₁(t)和包络估计函数a₁₁(t)；

(2)将局域均值函数m₁₁(t)从信号X(t)中分离出来，得到

h₁₁(t)＝X(t)-m₁₁(t) (5)

用h₁₁(t)除以包络估计函数a₁₁(t)以对h₁₁(t)进行解调，得

(3)将s₁₁(t)作为原始数据重复以上迭代过程，直到s_1n(t)为一个纯调频信号，选择迭代停止条件为a_1n(t)≈1；有

式中，

当s_1n(t)满足纯调频信号时，将迭代过程中产生的所有包络估计函数相乘得到PF₁(t)的包络信号，即第一个PF分量的瞬时幅值函数；

其中q表示迭代循环次数；

单分量调幅调频信号

PF₁(t)＝a₁(t)s_1n(t) (10)

(4)将PF₁(t)从信号X(t)中分离出来得到一个新的信号u₁(t)，将u₁(t)作为原始数据重复以上步骤，循环k次，直到u_k(t)为一个单调函数为止，将X(t)分解为k个PF分量与u_k(t)之和；