(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210556355.3 (22)申请日 2022.05.19 (71)申请人 重庆科技学院 地址 400000 重庆市沙坪坝区大 学城东路 20号 (72)发明人 游赟　赵雪纯　颜黎　钟一杰　 刘俊　 (74)专利代理 机构 重庆知育道知识产权代理事 务所(普通 合伙) 50296 专利代理师 彭莉虹 (51)Int.Cl. F17D 5/06(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于声发射技术的燃气管道球阀内漏 检测系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于声发射技术的燃气 管道球阀内漏检测系统， 包括声发射信号采集装 置， 采集球阀泄漏原始音频数据； 压力信号采集 装置， 采集管路中的压力数据； 温度信号采集装 置， 采集管路中的温度数据； 压差信号采集装置， 采集管路中的压差数据。 本发明在进行声发射信 号采集的同时， 能够同时检测内漏球阀上下游的 压力、 温度、 压差， 为系统工 况正常运行提供更多 数据信息， 能够对数据进行实时分析， 诊断球阀 是否内漏， 若发生内漏可实时得到其内漏量大 小。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115076619 A 2022.09.20 CN 115076619 A 1.一种基于声发射技术的燃气管道球阀内漏检测系统， 其特征在于， 包括声发射信号 采集装置， 采集球阀泄漏原 始音频数据； 压力信号采集装置， 采集管路中的压力数据； 温度信号采集装置， 采集管路中的温度数据； 压差信号采集装置， 采集管路中的压 差数据； 信号分析处 理装置， 执 行对采集信号的处 理、 球阀内漏的定量分析； 信号采集卡， 其输入端与声发射信号采集装置、 压力信号采集装置以及温度信号采集 装置电连接， 其输出端与信号分析处 理装置电连接 。 2.根据权利要求1所述的一种基于声发射技术的燃气管道球阀内漏检测系统， 其特征 在于， 信号分析 处理装置进 行采集信号的处理、 球阀内漏的定量分析的步骤包括， 步骤1： 采 集球阀泄漏原始音频数据； 步骤2： 对所述音频数据采用EMD分解并重构完成降噪处理和特 征提取， 步骤3： 对 所述去噪后的信号进行特征提取， 包括幅值、 总声压级、 有效值电压值、 平 均信号电平值等； 步骤4： 根据声信号频谱中峰值频率所在区间及峰值对应振幅大小判断球 阀是否发生内漏， 并预测内漏率。 3.根据权利要求2所述的一种基于声发射技术的燃气管道球阀内漏检测系统， 其特征 在于， 所述步骤2包括， 步骤2.1： 将音频数据转化提取为多个局 部集中频率的固有IMF模态 函数与一个残余分量的形式； 步骤2.2： 对分解为窄带信号后的能量变化及峰值频率规律分 析， 去除噪音信号所在的IMF分量； 步骤2.3： 选取的有效IMF分量进行重构， 得到去噪后的信 号； 步骤2.4： 通过 快速傅里叶变换 得到降噪后信号的频谱信息 。 4.根据权利要求1 ‑3任一项所述的一种基于声发射技术的燃气管道球阀内漏检测系 统， 其特征在于， 声发射信号采集装置设置在距离被检测球阀阀芯沿介质输送方向下游 30cm。 5.根据权利要求1 ‑3任一项所述的一种基于声发射技术的燃气管道球阀内漏检测系 统， 其特征在于， 声发射信号采集装置采用磁力夹吸附在管道管壁上。 6.根据权利要求1 ‑3任一项所述的一种基于声发射技术的燃气管道球阀内漏检测系 统， 其特征在于， 信号分析处理装置进行球阀内漏进行定量分析时刻采用预测模型进行训 练及参数优化， 具体步骤包括， 步骤S01： 通过polyfit函数构建球阀在不同开度下， 压力与 RMS值的拟合， 建立est ‑fun子程序； 步骤S02： 调用est ‑fun程序， 建立regress回归拟合不同 开度下压力、 RMS值、 泄漏率。 7.根据权利要求6所述的一种基于声发射技术的燃气管道球阀内漏检测系统， 其特征 在于， 步骤2包括， 生成一个基于regress回归的改进Levenberg ‑Marquardt算法的球阀内漏 量预测模型： Q＝(a1+a2 *exp(P)+a3* Ka^2+a4*RMS)/1000； 式中P为压力输入值， Ka为子程序 拟合开度值， RMS为有效值电压 输入值， a1、 a2、 a3、 a4 为系数。 8.根据权利要求7所述的一种基于声发射技术的燃气管道球阀内漏检测系统， 其特征 在于， 所述对使用球阀口径规格DN50、 压力0.2至0.8MPa的中压燃气系统， a1、 a2、 a3、 a4取值 可为： a1＝ ‑0.5206、 a2＝0.1391、 a3＝0.0 520、 a4＝‑0.0039。 9.根据权利要求7所述的一种基于声发射技术的燃气管道球阀内漏检测系统， 其特征 在于， 所述对使用球阀口径规格DN100、 压力0.2至0.8MPa的中压燃气系统， a1、 a2、 a3、 a4取 值可为： a1＝0.2781、 a2＝0.049 9、 a3＝0.0134、 a4 ＝‑0.0055。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115076619 A 210.根据权利要求1 ‑3、 7、 8或9任一项所述的一种基于声发射技术的燃气管道球阀内漏 检测系统， 其特 征在于， 所述检测系统检测内漏量高精度区间为0.0 005m3/s～0.012m3/s。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115076619 A 3