Bildfusionsverfahren zur Erkennung von Leckagen in unterirdischen Rohrleitungen

Kredit: CC0 Public Domain

Das Wasserversorgungsnetz ist eng mit allen Aspekten der Gesellschaft verbunden. Akustische Methoden könnten zur Überwachung von unterirdischen Rohrnetzen und zur Leckerkennung durch Messungen mit akustischen/Vibrationssensoren, die entweder entlang der Pipeline oder an der Erdoberfläche installiert sind, angewendet werden.

Kreuzkorrelationsverfahren werden am häufigsten verwendet, um Lecks in Wasserversorgungsleitungen zu erkennen und zu lokalisieren. Sie sind jedoch nicht auf die Mehrfachleckageerkennung anwendbar.

Forscher des Instituts für Akustik (IOA) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften untersuchten die Ausbreitungs- und Strahlungseigenschaften der Leckagesignale in Wasserversorgungsrohren. In ihren früheren Arbeiten schlugen sie die akustische Methode zur Ortung von erdverlegten Rohren basierend auf Bodenvibrationsmessungen vor.

Nach dem gleichen Prinzip fanden sie heraus, dass die axialsymmetrische flüssigkeitsgetragene Welle der Hauptträger der akustischen Energie bei niedrigen Frequenzen war, die abstrahlen und sich zur Bodenoberfläche ausbreiten könnte, sobald eine Leckage auftritt.

In der aktuellen Arbeit schlug das IOA-Team in Zusammenarbeit mit Forschern der Tsinghua University eine Bildfusionsmethode zur Erkennung von unterirdischen Pipeline-Leckagen vor und führte eine experimentelle Untersuchung der Bildfusion von Bodenoberflächenvibrationen zur Kartierung und Lokalisierung von unterirdischen Pipeline-Leckagen durch.

Die Forscher verwendeten ein dreiachsiges Geophon-Sensor-Array, um die Bodenwellenvibration zu messen, und extrahierten die Größeninformationen, um die Position der Leckquelle zu bestimmen. Sie nutzten auch die Bildfusion und integrierten sie in die vibroakustische Technik, um die Bodenwellenvibration zu kartieren, wodurch ein möglicher Ansatz für die Fernerkundung und die Lokalisierung mehrerer Lecks demonstriert wurde.

Sie erhielten die Magnitude-Kontur-Plots, indem sie die Eigenschaften der akustischen Wellenausbreitung von Lecksignalen analysierten. Anschließend wurde die Connected-Graph-Traversal-Methode in den Prozess der Bildfusion eingeführt, die den vermuteten Leckbereich und die Leckageposition aufdeckt.

Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass die vorgeschlagene Methode eine potenzielle Verbesserung gegenüber der herkömmlichen vibroakustischen Technik zur automatischen Kartierung und Lokalisierung des vermuteten Leckbereichs bietet, was für die praktische Anwendung von Vorteil war.

Die Studie wurde veröffentlicht in Sensoren am 29. März.


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Mehr Informationen: Shuan Yanet al. Zur Bildfusion von Bodenoberflächenvibrationen zur Kartierung und Lokalisierung von Leckagen in unterirdischen Pipelines: Eine experimentelle Untersuchung, Sensoren (2020). DOI: 10.3390/s20071896 Bereitgestellt von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften Zitat: Bildfusionsmethode zur Erkennung von Leckagen in unterirdischen Pipelines (2020, 18. Mai), abgerufen am 19. Oktober 2021 von https://techxplore.com/news/2020-05-image-fusion-method-underground-pipeline.html Dieses Dokument unterliegt Urheberrechte ©. Abgesehen von einem fairen Handel zu privaten Studien- oder Forschungszwecken darf kein Teil ohne schriftliche Genehmigung reproduziert werden. Die Inhalte werden ausschließlich zu Informationszwecken bereitgestellt. 8 Anteile

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