本申請涉及智能傳感器，具體涉及一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法、設(shè)備及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、管道在使用過程中由于各種原因，如腐蝕、老化、機械損傷等易出現(xiàn)氣體或液體從管道內(nèi)部逸出而發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。供水管泄漏是頻繁發(fā)生且危害嚴重的問題，泄漏問題如果得不到及時解決，可能會導致更大的經(jīng)濟損失和維修成本，因此，需要定期對管道的氣密性進行監(jiān)測。

2、目前，往往通過智能傳感器采集管道的振動信號，對管道的氣密性進行分析，然而，對管道的單一位置，以及對管道單一位置的單次振動參數(shù)的分析，并不能準確的獲取管道的氣密性檢測結(jié)果，容易造成管道氣密性監(jiān)測誤差較大的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本申請的目的在于提供一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法、設(shè)備及系統(tǒng)，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、第一方面，本申請實施例提供了一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法，該方法包括以下步驟：

3、s1、漏氣干擾特征識別：分析管道上各位置采集的振動參數(shù)的各頻率成分與對應振動參數(shù)的差異，確定所述各頻率成分的模態(tài)有效指數(shù)，基于所述模態(tài)有效指數(shù)對所述各頻率成分進行篩選；

4、s2、漏氣振動高頻偏向分析：獲取篩選后的各頻率成分的功率譜，分析所述功率譜中高頻信號的顯著程度，得到篩選后的各頻率成分的功率譜偏向系數(shù)；

5、s3、漏氣振動分布評估：分析所述功率譜中頻率的集中程度，結(jié)合所述功率譜偏向系數(shù)，確定所述采集的振動參數(shù)的泄漏振動高頻集中系數(shù)；

6、s4、綜合氣密性評估：分析管道上各位置與其余位置的所述泄漏振動高頻集中系數(shù)，以及所述振動參數(shù)的差異，確定管道的泄漏特征顯著性，判斷管道的氣密性是否達標。

7、在其中一種實施例中，所述模態(tài)有效指數(shù)的確定包括：

8、將各位置采集的振動參數(shù)利用信號分解算法得到各頻率成分，記為模態(tài)分量，計算各模態(tài)分量與采集的振動參數(shù)的度量距離，將所述度量距離的反向映射結(jié)果，作為所述模態(tài)有效指數(shù)。

9、在其中一種實施例中，所述篩選包括：

10、計算各位置所有所述模態(tài)有效指數(shù)的均值，獲取所述模態(tài)有效指數(shù)大于等于所述均值的模態(tài)分量，并記為關(guān)鍵模態(tài)分量。

11、在其中一種實施例中，所述功率譜偏向系數(shù)的確定過程為：

12、計算關(guān)鍵模態(tài)分量的頻譜圖中頻率最大值的反向映射結(jié)果，將所述反向映射結(jié)果與關(guān)鍵模態(tài)分量的頻譜圖中的中心頻率進行正向融合，作為所述功率譜偏向系數(shù)。

13、在其中一種實施例中，所述泄漏振動高頻集中系數(shù)的確定過程為：

14、將關(guān)鍵模態(tài)分量的所述功率譜偏向系數(shù)與關(guān)鍵模態(tài)分量的頻譜圖的譜寬參數(shù)的比值，確定為關(guān)鍵模態(tài)分量的高頻集中權(quán)重，針對各位置采集的振動參數(shù)，將所有關(guān)鍵模態(tài)分量的高頻集中權(quán)重的正向融合結(jié)果，作為所述泄漏振動高頻集中系數(shù)。

15、在其中一種實施例中，所述判斷管道的氣密性是否達標，包括：

16、在管道上各位置多次采集振動參數(shù)，采用與所述泄漏振動高頻集中系數(shù)相同的計算方法獲取每次采集的振動參數(shù)的泄漏振動高頻集中系數(shù)，組成各位置的振動高頻集中序列；

17、分析管道上任意兩位置的振動高頻集中序列的相似性，確定管道的擾動規(guī)律指數(shù)；

18、分析管道上任意兩位置采集的振動參數(shù)的差異性，確定管道的整體振動差異性；

19、將所述擾動規(guī)律指數(shù)與所述整體振動差異性的比值，確定為所述泄漏特征顯著性；

20、若所述泄漏特征顯著性的歸一化數(shù)值大于等于預設(shè)閾值，判定管道氣密性不達標，否則，判定管道氣密性達標。

21、在其中一種實施例中，所述擾動規(guī)律指數(shù)為管道上所有任意兩位置的所述相似性的正向融合結(jié)果。

22、在其中一種實施例中，所述整體振動差異性為管道上所有任意兩位置的所述振動參數(shù)的差異性的正向融合結(jié)果。

23、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

24、漏氣干擾特征識別模塊：用于分析管道上各位置采集的振動參數(shù)的各頻率成分與對應振動參數(shù)的差異，確定所述各頻率成分的模態(tài)有效指數(shù)，基于所述模態(tài)有效指數(shù)對所述各頻率成分進行篩選；

25、漏氣振動高頻偏向分析模塊：用于獲取篩選后的各頻率成分的功率譜，分析所述功率譜中高頻信號的顯著程度，得到篩選后的各頻率成分的功率譜偏向系數(shù)；

26、漏氣振動分布評估模塊：用于分析所述功率譜中頻率的集中程度，結(jié)合所述功率譜偏向系數(shù)，確定所述采集的振動參數(shù)的泄漏振動高頻集中系數(shù)；

27、綜合氣密性評估模塊：用于分析管道上各位置與其余位置的所述泄漏振動高頻集中系數(shù)，以及所述振動參數(shù)的差異，確定管道的泄漏特征顯著性，判斷管道的氣密性是否達標。

28、第三方面，本申請實施例還提供了一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述任意一項所述方法的步驟。

29、本申請至少具有如下有益效果：

30、本申請首先對管道的漏氣干擾特征進行識別，通過分析管道上各位置采集的振動參數(shù)的各頻率成分與對應振動參數(shù)的差異，確定所述各頻率成分的模態(tài)有效指數(shù)，基于所述模態(tài)有效指數(shù)對所述各頻率成分進行篩選，獲取包含管道泄漏特征的頻率信息，提高了管道泄漏特征分析的準確性；其次，獲取篩選后的各頻率成分的功率譜，分析所述功率譜中高頻信號的顯著程度，得到篩選后的各頻率成分的功率譜偏向系數(shù)，反映了篩選后的各頻率成分中的高頻顯著程度；進一步，分析所述功率譜中頻率的集中程度，結(jié)合所述功率譜偏向系數(shù)，確定所述采集的振動參數(shù)的泄漏振動高頻集中系數(shù)，體現(xiàn)了頻率成分中具有高頻信號集中的特征的可能性，提高了管道泄漏特征識別的可靠性；最后，分析管道上各位置與其余位置的所述泄漏振動高頻集中系數(shù)，以及所述振動參數(shù)的差異，確定管道的泄漏特征顯著性，判斷管道的氣密性是否達標，結(jié)合了管道上所有采集位置的振動信號的相似性與差異性，反映了管道出現(xiàn)泄漏問題的可能性，降低了由于不同的振動干擾因素造成管道氣密性監(jiān)測的誤差，提高了管道氣密性監(jiān)測的準確度。

技術(shù)特征：

1.一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法，其特征在于，所述模態(tài)有效指數(shù)的確定包括：

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法，其特征在于，所述篩選包括：

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法，其特征在于，所述功率譜偏向系數(shù)的確定過程為：

5.如權(quán)利要求3所述的一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法，其特征在于，所述泄漏振動高頻集中系數(shù)的確定過程為：

6.如權(quán)利要求5所述的一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法，其特征在于，所述判斷管道的氣密性是否達標，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法，其特征在于，所述擾動規(guī)律指數(shù)為管道上所有任意兩位置的所述相似性的正向融合結(jié)果。

8.如權(quán)利要求6所述的一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法，其特征在于，所述整體振動差異性為管道上所有任意兩位置的所述振動參數(shù)的差異性的正向融合結(jié)果。

9.一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

10.一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-8任意一項所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及智能傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于智能芯片的管道氣密性監(jiān)測方法、設(shè)備及系統(tǒng)，該方法包括：漏氣干擾特征識別：分析管道上各位置智能傳感器采集的振動參數(shù)的各頻率成分與對應振動參數(shù)的差異，確定各頻率成分的模態(tài)有效指數(shù)，對各頻率成分進行篩選；漏氣振動高頻偏向分析：獲取篩選后的各頻率成分的功率譜偏向系數(shù)；漏氣振動分布評估：確定采集的振動參數(shù)的泄漏振動高頻集中系數(shù)；綜合氣密性評估：分析管道上各位置與其余位置的所述泄漏振動高頻集中系數(shù)，以及振動參數(shù)的差異，確定管道的泄漏特征顯著性，判斷管道的氣密性是否達標。從而提高了管道氣密性監(jiān)測的準確度。

技術(shù)研發(fā)人員：張淑娟
受保護的技術(shù)使用者：江蘇潤采新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23