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随着社会经济及城市建设的迅猛发展,地下燃气管网已成为保障城市运行的重要基础设施,燃气管网覆盖范围不断扩大。燃气管网总长度的增加为其安全运营带来了极大的挑战,特别是部分燃气管道运行年限已经在30年左右,燃气管道由于长期埋在地下,在土壤腐蚀、杂散电流腐蚀等因素的影响下,埋地管道逐渐进入事故多发阶段。由于城市燃气管道常常处于人口密集区域,管道泄漏后,不仅造成燃气资源的浪费、环境的污染,还将直接威胁人民生命财产安全。因此,燃气管道泄漏是关乎国计民生的大事,是政府和燃气企业必须重视的问题。 本文首先研究了基于广义声发射的管道泄漏定位检测方法,利用广义互相关、基于最小均方(LMS)自适应等时延估计算法对泄漏产生的声信号分析处理,并将这些方法应用于实际的管道泄露数据当中,比较了不同方法的优劣之处。但是,这些方法只在管道泄漏初期有效,随着泄漏燃气在底层内的聚集,泄露处的压力逐渐升高,管道内外压力区域平衡,此时的微小泄漏不足以激发有效的声发射信号,上述方法难以对泄漏点准确定位。因此,本文提出一种采用主动声注入法来对管道进行泄漏检测与定位。声波通过声源发射到燃气管道中,并在管道内直线传播,由于管道泄漏孔处声阻抗的不连续性,声波会在泄漏孔处产生反射现象,通过对回波的检测即可实现对泄漏孔的定位。由于回波信号非常微弱,本文研究了随机共振方法在微弱信号检测中的应用。通过变尺度处理随机共振只对小频率、小幅值信号有效的限制,然后采用随机共振法检测微弱的反射回波信号;并采用遗传算法对随机共振的系统参数进行优化分析,达到最大输出信噪比;最后根据泄漏孔的反射回波与直达波之间的时间延迟确定泄漏孔方位。搭建了泄漏检测的实验管道上,进行传统泄漏检测定位方法与本文采用的主动声注入法的实验研究,分析表明主动声注入法可以对微小泄漏孔进行管道泄漏定位。