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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

管道运输由于其成本低、运输快、供给稳定等特点，已成为石油、天然气、生活用水、工业废物、工业原燃料等物质的基础运输工具，并与铁路、公路、航空、水运并列为五大基础运输方式之一。管道在使用过程中由于腐蚀、磨损、人为破坏等原因会造成管道内流体的泄露，给管道运输带来安全危害。当运输介质为易燃、易爆或有毒、有害物质时，发生泄露会造成巨大的损失和环境污染。因此，管道泄漏的早起检测越来越受到工程界的关注。

声发射是指伴随固体材料在断裂时释放储存的能量产生弹性波的现象。利用接收声发射信号研究材料、动态评价结构的完整性称为声发射检测技术。在管道泄漏上有十分广泛的应用。

国内外研究现状

管道泄漏检测是随着管道运输业的发展而发展起来的，因此，美、英国、法、德等早在70年代末就开始了对管道泄漏检测的相关研究，80年代末进入实用商品阶段。德国ibp和tws公司合作开发了相关分析法声发射检测技术。荷兰的壳牌公司在90年代开发了统计概率检测方法，南非的占之创公司在1985年开发了基于声谱分析技术的inspectafft锅炉管道检测系统，美国oilton公司开发的机载红外线检漏技术，用飞机搭载一航天专用有精密红外摄像机沿管道飞行，通过图像识别输送油品和周围土壤温度差来判断管道是否泄漏，这种检测方法不仅速度快，而且检测定位精度可在几米范围内。

2. 研究的基本内容

本设计拟定实现简单的声发射振动检测装置。运输管道一般铺设在居民稀少的平原地带，人为进行检测费时费力。本设计拟实现在现场检测现场分析，讲处理完的数据保存发送。通过远距离通讯技术实现管道泄漏的远程监控。

声发射传感器一般采用接触式灵敏压电材料，声音带来振动，通过压电材料捕获连续信号进行分析。本设计采用压电陶瓷作为声发射传感器接收头，压电陶瓷受压变形后会产生电信号。由于，产生的电信号很微弱，而且容易受到环境的干扰，因此采用双极运算放大器将电信号放大，再进行ad采样。第一级运放采用高输入阻抗的电荷放大器。后级滤波电路滤波后再ad采样，具体滤波电路位置和具体电路设计，实验拟定。

通过算法分析，得到声音信号的强度、频率等信息，后端用gsm网络通过短信发送到远端手机上。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

!--[if !supportlists]--1、!--[endif]--学习声发射原理及相关设备的工作原理。

!--[if !supportlists]--2、!--[endif]--进行传感器芯片、单片机等的选型，并设计系统硬件电路。

4. 参考文献

[1] 张明,李仲奎,杨强,冯夏庭.准脆性材料声发射的损伤模型及统计分析[j]. 岩石力学与工程学报. 2006(12)

[2] 陈玉华,刘时风,耿荣生,沈功田.声发射信号的谱分析和相关分析[j]. 无损检测. 2002(09)

[3] 李涌.充液管道泄漏的模态声发射检测技术研究[d]. 北京工业大学 2003