室內地埋供熱管道泄漏的聲學監測及其信號去噪方法研究1)

劉雅斌 董燕京 尹海全 李昂峻 丁志凌 盧 璇 張宇寧,2)

*(北京市熱力集團有限責任公司石景山分公司，北京 100028)

?(中國石油大學（北京）機械與儲運工程學院，北京 102249)

管道漏損是目前室內地埋供熱管道最為顯著的安全問題，發生泄漏將造成資源浪費、室內建筑受損等不良影響[1-3]。因此，供熱管道泄漏檢測及精準定位漏點技術有著重要的工程意義。目前國內外用于管道漏損的檢測方法主要包括負壓波法、人工檢巡、示蹤法、紅外法和聲波法等。其中，聲波法以其誤報率低、操作簡單、靈敏度高、成本較低、易于實現等優點已經在管道泄漏定位方面得到了較為廣泛的應用[4]。然而，在采集到的聲信號中，除了有泄漏信號外，還包括水在管道中流動的聲信號和環境噪聲。這些噪聲頻段對于管道漏損信號的分析將造成較大干擾。因此，對采集信號進行去噪有著重要的意義。

管道泄漏聲信號為非平穩、非線性信號。對此類方法常用的信號去噪技術包括：小波閾值去噪[5]，經驗模態函數分解（empirical mode decomposition,EMD）[6]，集合經驗模態分解（ensemble empirical mode decomposition,EEMD）[7]和變分模態分解（variational mode decomposition,VMD）。小波閾值去噪[5]能夠有效地對非平穩、非線性信號進行處理并且對于信號有著良好的自適應性，但其去噪效果很大程度上取決于小波基函數和層數的選取。郭晨城等[8]將改進的EMD 信號增強方法應用于管道泄漏檢測中，信噪比提高可達16 dB，時延峰值更明顯，漏點定位精度更高。孫立瑛等[9]針對管道泄漏聲信號的非平穩特征，通過EMD 信號分析方法對聲信號分解、重構，提取到泄漏聲信號的本質特征，消除噪聲信號的干擾。……