基于状态转移算法的燃气管道微小泄漏定位研究

来源：振动与冲击杂志2025年第11期北京时间：

作者：翟庆波,，宁方立ningfl@nwpu，黄丛慧，韦娟，苏兆婧5

单位：1.山东科技大学海洋科学与工程学院，山东 青岛266590；2.西北工业大学机电学院，西安710072；3.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，武汉430010；4.西安电子科技大学通信工程学院，西安710071；5.山东科技大学艺术学院，山东 青岛266590

摘要：针对当前基于传声器阵列的燃气管道泄漏定位算法中有网格法存在的基不匹配问题、无网格法不能计算泄漏源声功率以及易受环境噪声影响的问题，提出了基于状态转移算法的燃气管道微小泄漏定位算法。由于燃气管道出现微小泄漏时会产生泄漏超声，通过声传播模型计算传声器阵列测量到的泄漏声信号并计算互谱矩阵的理论值，同时根据传声器阵列实际测量的泄漏声信号计算互谱矩阵的实际值，由互谱矩阵的理论值与实际值建立能量函数并通过状态转移算法对能量函数做全局寻优实现泄漏定位。搭建了燃气管道微小泄漏试验平台并设计了垫片泄漏和阀门泄漏定位试验，试验结果表明所提算法能准确定位包括垫片及阀门泄漏在内的燃气管道微小泄漏，与常规波束形成算法相比，所提算法空间分辨率更高，同时在不同定位频率下垫片泄漏的声压级误差均至少降低了25 dB、阀门泄漏的声压级误差均至少降低了20 dB，在不同定位距离下垫片泄漏的声压级误差均至少降低了15 dB、阀门泄漏的声压级误差均至少降低了20 dB，表明所提算法对泄漏源的声压级预测更加准确。<br>

关键词：状态转移算法；燃气管道；微小泄漏；超声定位；传声器阵列