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管道產(chǎn)生泄漏是因?yàn)楣艿酪虿牧细g老化或其他外力作用產(chǎn)生裂紋或者腐蝕孔，管道內(nèi)外存在壓力差而使管道中的流體向外泄漏的現(xiàn)象。其中流體通過(guò)裂紋或者腐蝕孔向外噴射形成聲源，然后通過(guò)和管道相互作用，聲源向外幅射能量形成聲波，這就是管道泄漏聲發(fā)射現(xiàn)象。通過(guò)儀器對(duì)這些因泄漏引起的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采集和分析處理，就可以對(duì)泄漏以及其位置進(jìn)行判斷。
壓力管道泄漏所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)是廣義的聲發(fā)射信號(hào),管壁本身不釋放能量,而只是作為一種傳播介質(zhì)。泄漏過(guò)程中,在泄漏點(diǎn)處由于管內(nèi)外壓差,使管道中的流體在泄漏處形成多相湍射流,這一射流不但使流體的正常流動(dòng)發(fā)生紊亂,而且與管道及周?chē)橘|(zhì)相互作用向外輔射能量,在管壁上產(chǎn)生高頻應(yīng)力波。該應(yīng)力波攜帶著泄漏點(diǎn)信息(泄漏孔形狀和大小等)沿管壁向兩側(cè)傳播,對(duì)這種聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采集和分析處理,就可以對(duì)泄漏及其位置進(jìn)行判斷。
管道泄漏時(shí)產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)具有以下特點(diǎn):
(1)泄漏聲發(fā)射信號(hào)是由管中流體介質(zhì)泄漏時(shí)與管道及周?chē)橘|(zhì)相互作用激發(fā)的,是一種連續(xù)型信號(hào),因此監(jiān)測(cè)儀器不需要采用較高的采樣頻率。
(2)泄漏聲發(fā)射信號(hào)沿管道向上、下游傳播,接收并分析該信號(hào),可以獲得泄漏源大小位置等信息。
(3)管道泄漏聲發(fā)射信號(hào)受諸多因素的影響,如泄漏孔徑大小和形狀以及液體壓力、管道周?chē)橘|(zhì)、環(huán)境噪聲等,因此,聲發(fā)射信號(hào)本質(zhì)上屬于一種非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)。
(4)根據(jù)導(dǎo)波理論,泄漏聲發(fā)射信號(hào)具有多模態(tài)特性,并且在管道內(nèi)傳播時(shí)存在頻散現(xiàn)象。