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基于聲發射及時延估計的風源系統泄漏定位

作者:未知

  摘 要:動車風源系統專門用于為動車整車制動系統供風,而漏風問題會影響供風效率乃至整個制動系統。旨在利用聲發射傳感器技術,針對風源系統中最常見的漏風問題進行檢測,并利用時延估計技術進行泄漏點定位,從而及時發現泄漏點并采取措施解決問題,以降低風源系統發生故障的風險,減少故障帶來的損失。采用小波包分析對傳感器采集的數據進行分解重構,以減小外界環境噪音對結果的干擾,最后利用互相關分析及定位公式對漏風點進行定位。仿真實驗結果表明,該方法具有較強的抗干擾能力與較高的精度,精度可達到95%左右,因此能較好地解決風源系統漏風定位問題。
  關鍵詞:風源系統;聲發射;漏風檢測;小波包;時延估計
  0 引言
  動車風源系統是提供壓縮空氣的裝置,而壓縮空氣是整車制動系統及各輔助系統的主要工作介質,風源系統性能直接關系到各用風系統。制動系統對風源系統提供的風壓有一定要求,當風壓小于設定值,可能造成嚴重后果。風源系統中導致風壓降低的主要原因是各部件及連接處漏風,因此對風源系統的實時動態監測對于動車的安全運行具有重要意義。目前國內外針對風源系統檢測的方法較少,尤其是針對動車環境下風源系統的檢測較少,而針對管道泄漏檢測的方法很多[1],如雷云等[2]提出的負壓波檢測方法。但負壓波檢測多用于長管道運輸,背景一般為石油、天然氣運輸管道及城市供水供熱系統。考慮到風源系統處在運行的動車中,環境較為復雜,干擾較多且管道較短,對檢測的實時性要求較高,所以并不適合使用負壓波檢測法;方有強[3]提出的超聲波探測技術可針對制動系統中極小的泄露孔進行檢測,但缺點是檢測過程中在抑制環境噪聲方面不具有普適性。此外,有些方法檢測效果受外界環境干擾較為明顯[4]。本文通過聲發射技術結合小波包變換技術進行動車風源系統泄漏檢測實驗。聲發射檢測技術具有一定的抗外界干擾能力[5],本文采用聲發射傳感器對風源系統進行數據采樣,之后采用小波包分解與重構,并利用互相關分析,實現了對風源系統泄漏點的定位,從而達到無損檢測且有效抑制噪聲的目的,在一定程度上彌補了已有技術在動車風源系統泄漏檢測方面的不足。
  5 結語
  本文通過將聲發射技術與時延估計算法相結合并應用到風源系統上,可以得到以下結論:
  (1)將聲發射技術與小波包分解技術相結合應用于動車風源系統中,通過無損檢測方式對風源系統中各漏風點進行定位。仿真實例表明,該方法具有很強的抗干擾能力和較高精度。
  (3)通過對信號進行功率譜密度圖分析得到主要頻段,然后采用小波包進行分解與重構,以提高信噪比,從而為進一步的信號分析及提高時延估計精度打下良好基礎。
  (4)最終定位誤差來源于聲音在管道中的傳播速度誤差與時間延遲計算誤差。通過多次測量計算求均值,可以盡可能減小聲音傳播誤差,因此最后的定位誤差基本由時延計算誤差決定。
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  (責任編輯:黃 健)
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