[发明专利]供液管道泄漏量声学检测方法

权利要求书

1.供液管道泄漏量声学检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、利用声学探测技术，确定供液管道上泄漏孔的位置，将供液管道泄漏孔处流体形成的声源视为活塞声源，在活塞声源情况下流体在泄漏孔中作垂直于供液管道中流体流动方向的简谐振动；

步骤2、在供液管道上设定n个检测点，分别测量各个检测点与泄漏孔之间距离r_i，并在每个检测点采集来源于泄漏孔的声压P_i，其中i表示检测点的编号，i＝1、2、3、4……n；

步骤3、通过公式(1)计算泄漏孔的半径，公式(1)如下：

上述公式(1)中：

P_i为步骤2中在每个检测点采集的来源于泄漏孔的声压；

r_i为步骤2中采集的每个检测点与泄漏孔之间距离；

j为虚数单位；

ω为活塞声源简谐振动的角频率，ω＝2πf，f为活塞声源简谐振动的振动频率，f根据供液管道的材料确定；

ρ₀为供液管道内流体密度，根据供液管道内实际流动的流体种类确定；

u₀为活塞声源简谐振动的振动速度幅值；

a表示活塞声源的半径，等效为需要求得的泄漏孔的半径；

J₁表示第一类、第一阶贝塞尔函数，J₁如公式(2)所示：

公式(2)中，x为活塞声源处任意一点简谐振动的位移，并有其中为活塞声源简谐振动的初相位，t为活塞声源简谐振动的时间，x₀为对应x点的简谐振动的最大位移；

k为活塞声源的波数，k＝ω/c，c为声速；

θ表示泄漏点到泄漏中心点的连线与活塞声源中心点的法线的夹角；

步骤4、根据简谐振动公式，求得步骤3中活塞声源处任意一点简谐振动的最大位移x₀如公式(3)所示，并求得活塞声源简谐振动的振动速度幅值u₀如公式(4)所示，公式(3)和公式(4)如下：

u₀＝ωx₀ (4)，

公式(3)中：

P₀为供液管道泄漏孔处压强即等于供液管道内压强，通过对供液管道测量获得；

为活塞声源流体柱段长度即为供液管道壁厚，通过对供液管道测量获得；

T为活塞声源简谐振动的周期，T如公式(5)所示：

公式(5)中，m为活塞声源流体柱段质量，m＝ρ₀×πa²；

步骤5、将步骤4得到的公式(3)、(4)代入公式(1)中，得到活塞声源的半径即泄漏孔的半径a如公式(6)所示：

步骤6、利用供液管道内与泄漏口的压差计算泄漏流速，结合公式(6)计算得到单位时间泄漏孔的泄漏量，供液管道内压强为P₀，泄漏孔外为标准大气压P_atm＝0.1MPa，此时泄漏孔与管道内压强损失ΔP＝(P_c)/l，P_c＝P₀-P_atm，为活塞声源流体柱段长度即为供液管道壁厚；泄漏孔处泄漏流速如公式(7)所示：

其中C为谢才系数，a为步骤5中求出的泄漏孔半径，n为管道粗糙率可查表得到，根据公式(6)、(7)可求得单位时间泄漏量V_out＝π²aV₁。

2.根据权利要求1所述的供液管道泄漏量声学检测方法，其特征在于，步骤1中，采用超声波探声仪或水听器，基于声检测法确定供液管道上泄漏孔的位置。