流体输送管道的泄漏检测与定位

出版者:清华大学

作者:王桂增//叶昊

页数:199

出版时间:2010-2

价格:39.50元

isbn号码:9787302204435

具体描述

《流体输送管道的泄漏检测与定位》内容简介：使用管道运输流体是一种经济、方便的运输方式，在石油、天然气以及其他流体输送中占有重要的地位。及时对流体输送管道的泄漏进行检测和泄漏点的定位，防止泄漏事故的进一步扩大，具有重要的经济意义和社会效益。自20世纪80年代初以来，作者所在科研组在液体输送管道的泄漏检测和定位方法方面进行了系统、深入的研究，取得了丰富的理论研究成果，并研究和开发出了液体输送管道泄漏

检测系统，对我国在这一领域的研究和应用起到了促进作用。

《流体输送管道的泄漏检测与定位》从动态模型的建立、状态估计、信号处理和模式识别等方面全面和系统地介绍了液体输送管道的泄漏检测和定位方法，并从应用的角度简要介绍了泄漏检测系统的组成，探讨了系统的性能评价指标。

《流体输送管道的泄漏检测与定位》是作者和研究生20多年来在液体输送管道的泄漏检测与定位方面的研究和应用成果的总结与提炼，对广大从事油气储运及其自动化的工程技术人员和高等院校相关专业的教师、研究生均具有参考价值。所介绍的方法对其他领域从事自动化和技术系统故障诊断研究的工程技术人员、高等学校的教师与学生也具有参考价值。

作者简介

王桂增，汉族，1941年生，江苏靖江市人。1965年毕业于清华大学，1981－1983年赴美国进修。清华大学自动化系教授、博士生导师。曾任清华大学自动化系主任、中国自动化学会理事、中国自动化学会过程控制专业委员会常务委员、中国自动化学会技术过程故障诊断与安全性专业委员会主任。长期从事过程控制和故障诊断方面的教学与研究工作，曾讲授“过程控制系统”、“高等过程控制”和“动态系统故障诊断”等课程，参加编写教材《过程控制》，主编教材《高等过程控制》。曾获国家教委科技进步（基础研究类）一等奖、中国石油化工集团公司科技进步二等奖、中国石油化工集团公司科技进步三等奖、中国航天工业总公司科技进步三等奖，并获国务院颁发的特殊津贴。在国内外重要学术刊物和学术会议上发表论文140余篇。

叶昊，汉族，1969年生，天津市人。分别于1992年和1996年在清华大学自动化系获得学士和博士学位，毕业后留校任教至今，曾于1999年和2003年两次赴德国进行访问研究。现为清华大学自动化系教授，博士生导师，清华大学自动化系过程控制工程研究所所长，中国自动化学会技术过程故障诊断与安全性专业委员会秘书长。

目录信息

第1章 绪论1.1 管道泄漏检测的意义1.2 流体输送管道泄漏检测方法概述1.2.1 外部环境检测1.2.2 管壁状况检测1.2.3 管内流动状态检测参考文献第一篇 基于模型的泄漏检测与定位方法第2章 液体管道的动态模型与仿真2.1 管内瞬态流动的基本方程2.1.1 动量方程2.1.2 连续性方程2.1.3 能量方程2.1.4 状态方程2.2 液体管道模型及其特征线解法2.2.1 液体管道模型2.2.2 特征线解法2.2.3 有限差分方程2.2.4 边界条件2.2.5 分叉连接2.3 瞬变流能量损耗对仿真的影响2.3.1 管道切应力模型2.3.2 管道拟二维模型和二维模型2.3.3 能量损耗对管道仿真的影响2.4 泄漏仿真2.4.1 泄漏量大小的影响2.4.2 泄漏位置的影响2.4.3 泄漏形成时间的影响2.5 基于实时模型的泄漏检测2.5.1 基于直接比较的泄漏检测方法2.5.2 基于修正项的质量/流量平衡方法2.6 瞬变流计算中的几个问题2.6.1 插值问题2.6.2 流动参数的确定2.6.3 管道入口段的流动问题2.6.4 管道高程差的问题参考文献第3章 基于状态估计的泄漏检测与定位3.1 Kalman滤波的基本原理3.2 管道状态方程的建立3.3 自适应Kalman滤波3.4 基于Kalman滤波的泄漏检测与定位3.5 试验结果参考文献第二篇 基于信号处理和模式识别的泄漏检测与定位方法第4章 随机过程的基本知识4.1 基本概念4.1.1 事物变化过程的分类4.1.2 随机过程的样本与状态4.1.3 集合（总体）平均4.1.4 时间平均4.2 随机过程的数字特征4.2.1 数学期望4.2.2 方差4.2.3 自相关函数4.2.4 互相关函数4.2.5 功率谱密度函数4.3 随机过程的分类4.3.1 连续型随机过程和离散型随机过程4.3.2 连续时间参数随机过程和离散时间参数随机过程4.3.3 平稳随机过程与非平稳随机过程4.3.4 尔格过程（各态遍历性过程）4.3.5 独立随机过程4.4 白噪声过程及其性质参考文献第5章 基于时域分析的泄漏检测与定位5.1 基于相关分析的泄漏检测与定位5.1.1 基于压力波分析的泄漏检测与定位原理5.1.2 泄漏检测与定位的相关分析方法5.1.3 基于广义相关分析的泄漏检测与定位5.2 基于时间序列分析方法的泄漏检测与定位5.2.1 时间序列与系统状态的关系5.2.2 时间序列信号建模5.2.3 判别函数5.2.4 泄漏检测与定位的时间序列分析方法5.3 基于仿射变换的泄漏定位5.3.1 仿射变换的基本原理5.3.2 泄漏定位的仿射变换方法参考文献第6章 基于时频分析的泄漏检测与定位6.1 引言6.2 小波变换的基本原理6.2.1 Mallat小波变换的定义6.2.2 利用小波变换检测信号边沿的原理6.3 基于小波变换的泄漏检测与定位6.3.1 基于小波变换的泄漏检测6.3.2 基于小波变换的泄漏定位参考文献第7章 基于模式识别和图像处理的泄漏检测与定位7.1 支持向量机的基本概念7.2 基于支持向量机的泄漏检测与定位7.2.1 基于支持向量机的泄漏检测方法7.2.2 基于图像边缘检测的泄漏定位方法7.3 基于图像处理的泄漏检测与定位7.3.1 基于主元分析的泄漏检测方法7.3.2 基于非负矩阵因子分解的泄漏检测方法7.3.3 基于最大互信息的泄漏定位方法参考文献第8章 管网的泄漏检测与定位8.1 基于模式识别的管网泄漏检测8.1.1 基本思路8.1.2 泄漏检测8.2 基于模式识别的管网泄漏定位8.3 仿真实验参考文献第9章 基于声波信号的泄漏检测与定位9.1 引言9.2 泄漏声波的产生9.2.1 泄漏开始阶段——冲激波声源产生的声压9.2.2 泄漏持续阶段——活塞声源产生的声压9.3 管道中泄漏声波的传播模式9.3.1 管道声学方程9.3.2 管内液体中的纵波9.3.3 管壁中的纵波9.4 管内声波频率响应分析9.4.1 管内频率响应的机理分析9.4.2 管内频率响应辨识9.4.3 仿真结果及分析9.4.4 实验验证9.5 基于Duffing振子的声波信号检测9.5.1 Duffing振子简介9.5.2 基于Duffing振子的周期信号检测9.5.3 基于Duffing振子的天然气管道泄漏检测参考文献第三篇 流体输送管道泄漏检测系统第10章 流体输送管道泄漏检测系统的组成10.1 系统的体系结构10.1.1 系统的拓扑结构10.1.2 系统的网络结构10.2 系统的软件结构10.2.1 RTU程序10.2.2 服务器程序10.2.3 远程客户端程序10.3 远程数据单元10.4 数据通信10.5 GPS对时参考文献第11章 管道泄漏检测系统的性能评价11.1 一般故障诊断系统的性能评价11.2 管道泄漏检测系统的性能指标11.2.1 泄漏检测灵敏度11.2.2 泄漏点的定位精度11.2.3 抗工况扰动能力11.2.4 系统响应时间11.2.5 影响系统性能的其他因素11.2.6 性能指标认知上的问题11.3 通过信息融合提高定位精度11.4 最小可检测泄漏量的分析与计算11.4.1 泄漏点压力变化与泄漏量的计算11.4.2 负压波的传播过程11.4.3 最小可检测泄漏量的计算11.4.4 泄漏灵敏点的分析参考文献
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读后感

这本书主要讲述管道定位方面的知识，很适合大家做学术研究，尤其是作者很多年的研究，是你入门的好书，书所涉及的内容是作者所在科研组的老师与研究生20多年来在液体输送管道泄漏检测与定位方面的研究和应用成果的总结与提炼，对广大从事油气储运及其自动化的工程技术人员、高...

这本书主要讲述管道定位方面的知识，很适合大家做学术研究，尤其是作者很多年的研究，是你入门的好书，书所涉及的内容是作者所在科研组的老师与研究生20多年来在液体输送管道泄漏检测与定位方面的研究和应用成果的总结与提炼，对广大从事油气储运及其自动化的工程技术人员、高...

这本书主要讲述管道定位方面的知识，很适合大家做学术研究，尤其是作者很多年的研究，是你入门的好书，书所涉及的内容是作者所在科研组的老师与研究生20多年来在液体输送管道泄漏检测与定位方面的研究和应用成果的总结与提炼，对广大从事油气储运及其自动化的工程技术人员、高...

这本书主要讲述管道定位方面的知识，很适合大家做学术研究，尤其是作者很多年的研究，是你入门的好书，书所涉及的内容是作者所在科研组的老师与研究生20多年来在液体输送管道泄漏检测与定位方面的研究和应用成果的总结与提炼，对广大从事油气储运及其自动化的工程技术人员、高...

这本书主要讲述管道定位方面的知识，很适合大家做学术研究，尤其是作者很多年的研究，是你入门的好书，书所涉及的内容是作者所在科研组的老师与研究生20多年来在液体输送管道泄漏检测与定位方面的研究和应用成果的总结与提炼，对广大从事油气储运及其自动化的工程技术人员、高...

用户评价

《流体输送管道的泄漏检测与定位》这个书名，瞬间就抓住了我的眼球，因为它触及了一个我一直以来都觉得非常关键但又充满神秘感的技术领域。在现代社会，各种流体输送管道可以说是支撑城市运行和工业生产的“生命线”，而泄漏问题一旦发生，其潜在的破坏性和经济损失是难以估量的。因此，掌握一套行之有效的泄漏检测与定位技术，就显得尤为重要。我非常渴望了解，这本书会以怎样的方式来阐述“检测”这一过程。是会从基础的物理学原理出发，讲解泄漏时产生的各种可观测信号，比如压力波动、声学特征、温度变化、甚至是化学物质的扩散？还是会更侧重于介绍当前主流的检测设备和技术，如声波探测仪、红外热成像仪、光纤传感技术，以及如何通过大数据和人工智能来辅助判断？更让我好奇的是，“定位”这个概念。一旦发现了疑似泄漏，如何能够在庞大而复杂的管网中，快速且精准地锁定泄漏点的位置？这本书是否会介绍各种先进的定位算法，如基于时间差的定位，或者更复杂的模式识别和机器学习方法？我期待这本书能够将这些复杂的技术概念，以一种清晰、系统且富有逻辑的方式呈现出来，让我能够深入理解其中的奥秘，并且对这个领域的研究前沿有所认识。

我一直觉得，那些在幕后默默工作，保障社会正常运转的工程技术，往往蕴含着无穷的魅力。这本书的标题，《流体输送管道的泄漏检测与定位》，就让我产生了这样的感觉。管道，作为流体输送的“动脉”，其安全性至关重要。一旦发生泄漏，后果不堪设想。因此，能够快速、准确地发现并锁定泄漏点，是保障系统稳定运行的核心技术。我非常期待这本书能够深入剖析“检测”这一过程。它会从物理学的角度，讲解泄漏会引发哪些可被测量的现象？是压力、流量的异常，还是温度、声音的改变？又或者是化学物质的逸散？书中会不会介绍各种类型的传感器，以及它们在不同环境下的适用性？我特别想了解，对于那些埋藏在地底深处，或是穿越复杂地质环境的管道，工程师们又是如何克服困难，进行有效的监测的。此外，“定位”也是一个极具挑战性的环节。如何在广阔的管网中，迅速而精准地缩小泄漏范围，甚至达到米级的定位精度？书中是否会介绍一些先进的定位算法，或者结合了人工智能技术的定位方法？我希望这本书能够将复杂的工程问题，用通俗易懂的方式呈现出来，让我能够领略到其中蕴含的科学智慧和工程 ingenuity。

这本书光看名字就让我对接下来的阅读充满了期待！“流体输送管道的泄漏检测与定位”，这几个字眼仿佛就勾勒出了一个充满挑战和智慧的工程领域。我一直对那些看不见摸不着却支撑着我们日常生活的复杂系统感到好奇，而管道运输无疑是其中最重要的一环。想象一下，那些隐藏在地底深处、跨越千山万水的管道，一旦发生泄漏，后果不堪设想。所以，如何有效地发现这些“敌人”的踪迹，并且精准地找到它们的藏身之处，这本身就是一项了不起的技术。我希望这本书能够带领我深入了解这个过程，从最基础的原理开始，一步步揭示那些高深莫测的检测技术。是利用声波的震动，还是温度的异常，亦或是压力数据的细微变化？我迫不及待地想知道，工程师们是如何运用科学的智慧，在茫茫管网中捕捉到那些细微的“蛛丝马迹”。这本书的名字也暗示了其应用价值的广泛性，无论是石油、天然气、供水，还是其他各种流体的输送，都离不开这项技术的支撑。我非常希望这本书能在我脑海中建立起一个清晰的知识框架，让我能理解不同检测方法背后的逻辑，以及它们各自的优缺点。

这个书名《流体输送管道的泄漏检测与定位》实在是太吸引人了！它直接点出了一个非常实际且重要的工程问题。想想我们日常生活中的水电煤气，还有工业生产中输送的各种介质，一旦管道出了问题，那影响可就太大了。这本书听起来就像是在教我们如何给这些“地下动脉”做体检，并且在出现问题时，能迅速找到病灶。我非常好奇，这本书会从哪个角度切入？是偏重于理论研究，还是更倾向于实践应用？我希望它能详细介绍各种检测技术，比如，是利用超声波来“听”出泄漏的声音，还是通过红外线来“看”出温度的异常？亦或是利用一些更先进的传感器，能够实时监测管道内部的各种参数？而且，“定位”这个词也让我觉得这本书的内容会相当硬核。一旦发现了泄漏的迹象，如何才能准确地把泄漏点找出来？是利用三角定位法，还是通过某种智能算法进行 추론（推断）？我猜想，书中应该会有很多关于数据采集、信号处理和算法分析的内容。我希望这本书能够让我对管道泄漏检测和定位这个领域有一个全面而深入的认识，了解其中的技术难点和创新点，说不定还能学到一些实用的知识。

说实话，我最近对工业自动化和智能监控产生了浓厚的兴趣，而这本书的题目《流体输送管道的泄漏检测与定位》恰好触及了这一痛点。在现代化的工业生产和城市运行中，管道扮演着至关重要的角色，而泄漏问题不仅会造成巨大的经济损失，更可能引发严重的环境污染甚至安全事故。因此，一个高效、精准的泄漏检测与定位系统，无疑是保障这些生命线安全运行的关键。我非常好奇这本书会如何阐述“检测”这个概念。它会从理论层面，比如信号处理、模式识别等方面入手，还是会更侧重于实际的传感器技术和硬件设备？我希望它能够清晰地介绍目前主流的检测技术，并对这些技术的原理进行深入浅出的讲解。比如，声学检测是如何捕捉泄漏产生的微弱声波？电磁感应原理又是如何应用于金属管道的？抑或是通过大数据分析，利用多源异构数据来协同判断泄漏的可能性？同时，“定位”这个词也充满了技术挑战。一旦检测到疑似泄漏，如何迅速准确地将问题区域锁定，减少排查范围，提高响应效率？这本书能否提供一些关于定位算法、定位精度的讨论，甚至是现实中的案例分析？我希望它能给我带来一些“原来如此”的顿悟，并且能让我对这个领域的研究现状和未来发展方向有所了解。