本申請(qǐng)涉及壓力介質(zhì)泄漏檢測(cè)，尤其是涉及到一種基于聲光融合的全方位蒸汽泄漏檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、蒸汽作為一種能量轉(zhuǎn)運(yùn)的重要載體，在石油、能源等領(lǐng)域大量應(yīng)用，尤其是核電領(lǐng)域，在核電站的運(yùn)行中發(fā)揮著巨大作用。核電站及其廠房擁有龐大的蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)，管道之間交錯(cuò)復(fù)雜。在管道回路發(fā)生蒸汽介質(zhì)泄漏，將影響核電裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，為保障核電站的穩(wěn)定運(yùn)行，要求核電站需具備較高的蒸汽泄漏檢測(cè)能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道泄漏位置，對(duì)管道進(jìn)行修補(bǔ)或更換，避免發(fā)生嚴(yán)重事故。然而，目前蒸汽檢測(cè)主要采用人工檢測(cè)方式進(jìn)行，但是由于管道數(shù)量多、檢測(cè)效率低，難以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行中的檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于聲光融合的全方位蒸汽泄漏檢測(cè)方法，聲音傳感器獲取蒸汽管網(wǎng)區(qū)域的音頻數(shù)據(jù)計(jì)算聲音檢測(cè)值；麥克風(fēng)聲源陣列傳感器獲取蒸汽管網(wǎng)區(qū)域中，音頻數(shù)據(jù)來(lái)源的聲源方位，視覺(jué)云臺(tái)的水平旋轉(zhuǎn)軸與麥克風(fēng)聲源陣列傳感器的方位軸重合；當(dāng)聲音檢測(cè)值大于預(yù)設(shè)聲音檢測(cè)閾值時(shí)，視覺(jué)云臺(tái)基于大于預(yù)設(shè)聲音檢測(cè)閾值的音頻數(shù)據(jù)的聲源方位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并沿旋轉(zhuǎn)后面對(duì)的聲源方向采集蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像計(jì)算圖像檢測(cè)值；數(shù)據(jù)處理上位機(jī)根據(jù)聲音檢測(cè)值及圖像檢測(cè)值，計(jì)算蒸汽泄漏檢測(cè)值，當(dāng)蒸汽泄漏檢測(cè)值大于預(yù)設(shè)蒸汽泄漏閾值時(shí)，發(fā)送蒸汽泄漏報(bào)警信息，通過(guò)融合聲音與視覺(jué)信息，提高了管道蒸汽泄漏檢測(cè)精度。

2、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種基于聲光融合的全方位蒸汽泄漏檢測(cè)方法，所述方法包括：

3、聲音傳感器實(shí)時(shí)獲取蒸汽管網(wǎng)區(qū)域的音頻數(shù)據(jù)，基于所述音頻數(shù)據(jù)獲取聲音檢測(cè)值；

4、麥克風(fēng)聲源陣列傳感器實(shí)時(shí)獲取蒸汽管網(wǎng)區(qū)域中，產(chǎn)生音頻數(shù)據(jù)的聲源方位，其中，所述麥克風(fēng)聲源陣列傳感器連接有視覺(jué)云臺(tái)，所述視覺(jué)云臺(tái)的水平旋轉(zhuǎn)軸與麥克風(fēng)聲源陣列傳感器的方位軸重合；

5、當(dāng)所述聲音檢測(cè)值大于預(yù)設(shè)聲音檢測(cè)閾值時(shí)，視覺(jué)云臺(tái)基于大于預(yù)設(shè)聲音檢測(cè)閾值的音頻數(shù)據(jù)的聲源方位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并沿旋轉(zhuǎn)后面對(duì)的聲源方向采集蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像，基于所述蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像，獲取圖像檢測(cè)值；

6、數(shù)據(jù)處理上位機(jī)根據(jù)所述聲音檢測(cè)值及所述圖像檢測(cè)值，計(jì)算蒸汽泄漏檢測(cè)值，當(dāng)所述蒸汽泄漏檢測(cè)值大于預(yù)設(shè)蒸汽泄漏閾值時(shí)，發(fā)送蒸汽泄漏報(bào)警信息，其中，所述蒸汽泄漏報(bào)警信息包括采集的蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像，所述蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像包括檢測(cè)出的蒸汽泄漏區(qū)域。

7、可選地，所述視覺(jué)云臺(tái)對(duì)應(yīng)有多個(gè)云臺(tái)預(yù)設(shè)方位角，所述視覺(jué)云臺(tái)基于大于預(yù)設(shè)聲音檢測(cè)閾值的音頻數(shù)據(jù)的聲源方位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并沿旋轉(zhuǎn)后面對(duì)的聲源方向采集蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像，包括：

8、視覺(jué)云臺(tái)在對(duì)應(yīng)的多個(gè)云臺(tái)預(yù)設(shè)方位角中，基于大于預(yù)設(shè)聲音檢測(cè)閾值的音頻數(shù)據(jù)的聲源方位確定云臺(tái)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)方位角，并旋轉(zhuǎn)至所述云臺(tái)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)方位角；

9、視覺(jué)云臺(tái)在旋轉(zhuǎn)至所述云臺(tái)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)方位角后，沿旋轉(zhuǎn)后所面對(duì)的聲源方向采集蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像，其中，所述云臺(tái)預(yù)設(shè)方位角基于視覺(jué)云臺(tái)所在水平面按預(yù)設(shè)角度平均劃分后得到。

10、可選地，所述數(shù)據(jù)處理上位機(jī)根據(jù)所述聲音檢測(cè)值及所述圖像檢測(cè)值，計(jì)算蒸汽泄漏檢測(cè)值，包括：

11、數(shù)據(jù)處理上位機(jī)基于蒸汽泄漏檢測(cè)值計(jì)算公式、所述聲音檢測(cè)值及所述圖像檢測(cè)值，計(jì)算蒸汽泄漏檢測(cè)值，其中，所述蒸汽泄漏檢測(cè)值計(jì)算公式為：

12、r＝ωr1+r2，

13、r為蒸汽泄漏檢測(cè)值，ω為預(yù)設(shè)融合系數(shù)，r1為聲音檢測(cè)值，r2為圖像檢測(cè)值。

14、可選地，所述音頻數(shù)據(jù)為雙聲道音頻數(shù)據(jù)，所述聲音傳感器基于所述音頻數(shù)據(jù)獲取聲音檢測(cè)值，包括：

15、聲音傳感器對(duì)獲取的雙聲道音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，得到初始音頻序列，基于滑動(dòng)窗口截取歸一化處理后的初始音頻序列，得到多個(gè)目標(biāo)音頻序列，基于蒸汽泄漏聲音檢測(cè)模型，獲取所述目標(biāo)音頻序列對(duì)應(yīng)的聲音檢測(cè)值。

16、可選地，所述蒸汽泄漏聲音檢測(cè)模型基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及長(zhǎng)短時(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立，所述目標(biāo)音頻序列輸入蒸汽泄漏聲音檢測(cè)模型后，經(jīng)卷積層、池化層、dropout層、flatten層、repeatvector層、lstm層及dense層后輸出聲音檢測(cè)值。

17、可選地，所述視覺(jué)云臺(tái)基于所述蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像，獲取圖像檢測(cè)值，包括：

18、視覺(jué)云臺(tái)劃分所述蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像，得到多個(gè)蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像單元；

19、視覺(jué)云臺(tái)基于幀間差分法及所述蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像單元，確定蒸汽泄漏動(dòng)態(tài)變化區(qū)域；

20、視覺(jué)云臺(tái)在所述蒸汽泄漏區(qū)域圖像中，裁剪包含蒸汽泄漏動(dòng)態(tài)變化區(qū)域的最小連續(xù)區(qū)域圖像，并基于圖像檢測(cè)模型獲取所述最小連續(xù)區(qū)域圖像對(duì)應(yīng)的圖像檢測(cè)值，其中，所述圖像檢測(cè)模型基于yolov5目標(biāo)檢測(cè)框架建立。

21、可選地，所述最小連續(xù)區(qū)域圖像包括多幀，所述視覺(jué)云臺(tái)基于圖像檢測(cè)模型獲取所述最小連續(xù)區(qū)域圖像對(duì)應(yīng)的圖像檢測(cè)值：

22、視覺(jué)云臺(tái)基于圖像檢測(cè)模型獲取各幀最小連續(xù)區(qū)域圖像各自的圖像檢測(cè)結(jié)果值；

23、視覺(jué)云臺(tái)在所述圖像檢測(cè)結(jié)果值中，基于前預(yù)設(shè)數(shù)量的圖像檢測(cè)結(jié)果值的均值，得到圖像檢測(cè)值。

24、借由上述技術(shù)方案，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N基于聲光融合的全方位蒸汽泄漏檢測(cè)方法，聲音傳感器獲取蒸汽管網(wǎng)區(qū)域的音頻數(shù)據(jù)計(jì)算聲音檢測(cè)值；麥克風(fēng)聲源陣列傳感器獲取蒸汽管網(wǎng)區(qū)域中，音頻數(shù)據(jù)來(lái)源的聲源方位，視覺(jué)云臺(tái)的水平旋轉(zhuǎn)軸與麥克風(fēng)聲源陣列傳感器的方位軸重合；當(dāng)聲音檢測(cè)值大于預(yù)設(shè)聲音檢測(cè)閾值時(shí)，視覺(jué)云臺(tái)基于大于預(yù)設(shè)聲音檢測(cè)閾值的音頻數(shù)據(jù)的聲源方位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并沿旋轉(zhuǎn)后面對(duì)的聲源方向采集蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像計(jì)算圖像檢測(cè)值；數(shù)據(jù)處理上位機(jī)根據(jù)聲音檢測(cè)值及圖像檢測(cè)值，計(jì)算蒸汽泄漏檢測(cè)值，當(dāng)蒸汽泄漏檢測(cè)值大于預(yù)設(shè)蒸汽泄漏閾值時(shí)，發(fā)送蒸汽泄漏報(bào)警信息，通過(guò)融合聲音與視覺(jué)信息，提高了管道蒸汽泄漏檢測(cè)精度。

25、上述說(shuō)明僅是本申請(qǐng)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請(qǐng)的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本申請(qǐng)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式。

技術(shù)特征：

1.一種基于聲光融合的全方位蒸汽泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述視覺(jué)云臺(tái)對(duì)應(yīng)有多個(gè)云臺(tái)預(yù)設(shè)方位角，所述視覺(jué)云臺(tái)基于大于預(yù)設(shè)聲音檢測(cè)閾值的音頻數(shù)據(jù)的聲源方位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并沿旋轉(zhuǎn)后面對(duì)的聲源方向采集蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理上位機(jī)根據(jù)所述聲音檢測(cè)值及所述圖像檢測(cè)值，計(jì)算蒸汽泄漏檢測(cè)值，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述音頻數(shù)據(jù)為雙聲道音頻數(shù)據(jù)，所述聲音傳感器基于所述音頻數(shù)據(jù)獲取聲音檢測(cè)值，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述蒸汽泄漏聲音檢測(cè)模型基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及長(zhǎng)短時(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立，所述目標(biāo)音頻序列輸入蒸汽泄漏聲音檢測(cè)模型后，經(jīng)卷積層、池化層、dropout層、flatten層、repeatvect?or層、lstm層及dense層后輸出聲音檢測(cè)值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述視覺(jué)云臺(tái)基于所述蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像，獲取圖像檢測(cè)值，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述最小連續(xù)區(qū)域圖像包括多幀，所述視覺(jué)云臺(tái)基于圖像檢測(cè)模型獲取所述最小連續(xù)區(qū)域圖像對(duì)應(yīng)的圖像檢測(cè)值：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種基于聲光融合的全方位蒸汽泄漏檢測(cè)方法，該方法包括：聲音傳感器獲取蒸汽管網(wǎng)區(qū)域的音頻數(shù)據(jù)計(jì)算聲音檢測(cè)值；麥克風(fēng)聲源陣列傳感器獲取蒸汽管網(wǎng)區(qū)域中，音頻數(shù)據(jù)來(lái)源的聲源方位，視覺(jué)云臺(tái)的水平旋轉(zhuǎn)軸與麥克風(fēng)聲源陣列傳感器的方位軸重合；當(dāng)聲音檢測(cè)值大于預(yù)設(shè)聲音檢測(cè)閾值時(shí)，視覺(jué)云臺(tái)基于大于預(yù)設(shè)聲音檢測(cè)閾值的音頻數(shù)據(jù)的聲源方位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并沿旋轉(zhuǎn)后面對(duì)的聲源方向采集蒸汽管網(wǎng)區(qū)域檢測(cè)圖像計(jì)算圖像檢測(cè)值；數(shù)據(jù)處理上位機(jī)根據(jù)聲音檢測(cè)值及圖像檢測(cè)值，計(jì)算蒸汽泄漏檢測(cè)值，當(dāng)蒸汽泄漏檢測(cè)值大于預(yù)設(shè)蒸汽泄漏閾值時(shí)，發(fā)送蒸汽泄漏報(bào)警信息，通過(guò)融合聲音與視覺(jué)信息，提高了管道蒸汽泄漏檢測(cè)精度。

技術(shù)研發(fā)人員：劉曉東,陳青,周寒,鄢家鑫,閆曉,林益文,劉才學(xué),劉易斯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/12