基于短时傅里叶变换(short time Fourier transform,STFT)算法的布里渊光时域反射仪(Brillouin optical time domain reflectometer,BOTDR)可实现快速温度检测,但存在频率泄漏和栅栏效应,导致测温精度较差。针对上述问题,在搭建STFT-BO...基于短时傅里叶变换(short time Fourier transform,STFT)算法的布里渊光时域反射仪(Brillouin optical time domain reflectometer,BOTDR)可实现快速温度检测,但存在频率泄漏和栅栏效应,导致测温精度较差。针对上述问题,在搭建STFT-BOTDR测温系统的基础上,通过窗函数和运算点数优化,抑制了STFT算法所引发的频率泄漏,实现了STFT-BOTDR测温精度提升。实验中设置时域窗口长度为1.6 m,窗口滑动步进为0.5 m,对比了不同窗函数与运算点数下的测量精度。结果表明,当采用汉宁窗且运算点数为1024时,可实现9.6 km光纤末端温度变化的准确检测与定位,误差为1.012℃;测量精度为±2.5 MHz。而未采用窗函数时测量精度为±12.5 MHz,无法实现温度变化准确测量。研究结果为STFT-BOTDR温度检测系统精度优化提供了借鉴。展开更多
【目的】在“双碳”战略目标下,中国天然气消费需求正快速增长,但天然气具有易燃易爆性,一旦天然气管道发生泄漏事故,易造成人员伤亡、环境污染以及经济损失等,天然气管道泄漏检测的研究显得尤为重要。【方法】以高斯烟羽模型与加装甲...【目的】在“双碳”战略目标下,中国天然气消费需求正快速增长,但天然气具有易燃易爆性,一旦天然气管道发生泄漏事故,易造成人员伤亡、环境污染以及经济损失等,天然气管道泄漏检测的研究显得尤为重要。【方法】以高斯烟羽模型与加装甲烷浓度传感器的无人机为基础,采用基于贝叶斯推理的马尔科夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)法获取天然气管道泄漏源的泄漏位置、泄漏速率;采用基于概率统计的气体源强反算方法,计算概率最高的泄漏参数区间。利用设置的天然气架空管道连续泄漏事故场景进行气体泄漏模拟,验证MCMC算法确定天然气管道泄漏源的有效性。【结果】MCMC算法通过计算得到天然气管道泄漏位置和泄漏速率,总误差的增大使得MCMC算法的成功率降低,但数据清洗会增强算法误差适应性,未经过数据处理的算法成功率则逐渐降低,而经过数据清洗的算法成功率超过90%;将危险气体源强反算的思想应用于天然气管道泄漏检测中,有助于更加准确地获得管道泄漏位置与泄漏速率;初始点远离真实泄漏源会降低MCMC算法的性能,因此合理地选择初始点有利于算法的运行。【结论】基于MCMC算法与加装甲烷浓度传感器的无人机相结合的检测方法,可同时确定天然气管道的泄漏位置与泄漏速率,对泄漏事故发生后的应急处理具有重要意义。(图7,表5,参24)展开更多
文摘【目的】在“双碳”战略目标下,中国天然气消费需求正快速增长,但天然气具有易燃易爆性,一旦天然气管道发生泄漏事故,易造成人员伤亡、环境污染以及经济损失等,天然气管道泄漏检测的研究显得尤为重要。【方法】以高斯烟羽模型与加装甲烷浓度传感器的无人机为基础,采用基于贝叶斯推理的马尔科夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)法获取天然气管道泄漏源的泄漏位置、泄漏速率;采用基于概率统计的气体源强反算方法,计算概率最高的泄漏参数区间。利用设置的天然气架空管道连续泄漏事故场景进行气体泄漏模拟,验证MCMC算法确定天然气管道泄漏源的有效性。【结果】MCMC算法通过计算得到天然气管道泄漏位置和泄漏速率,总误差的增大使得MCMC算法的成功率降低,但数据清洗会增强算法误差适应性,未经过数据处理的算法成功率则逐渐降低,而经过数据清洗的算法成功率超过90%;将危险气体源强反算的思想应用于天然气管道泄漏检测中,有助于更加准确地获得管道泄漏位置与泄漏速率;初始点远离真实泄漏源会降低MCMC算法的性能,因此合理地选择初始点有利于算法的运行。【结论】基于MCMC算法与加装甲烷浓度传感器的无人机相结合的检测方法,可同时确定天然气管道的泄漏位置与泄漏速率,对泄漏事故发生后的应急处理具有重要意义。(图7,表5,参24)
