中国海洋大学滕海峰获国家专利权
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龙图腾网获悉中国海洋大学申请的专利一种锅炉受热面管壁泄漏检测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121595125B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202610113447.2,技术领域涉及:G01M3/24;该发明授权一种锅炉受热面管壁泄漏检测方法是由滕海峰;宋嘉桐;万君明;段孝旭;毕世超设计研发完成,并于2026-01-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种锅炉受热面管壁泄漏检测方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种锅炉受热面管壁泄漏检测方法,属于基于机器学习的工业智能检测技术领域;该方法采用改进麻雀搜索算法优化的自适应信号分解与物理场修正的声学阵列定位相结合的异构感知架构,通过专门设计的双流时空注意力融合神经网络,从时域统计特征和频域能量图谱中提取互补特征,实现对强噪环境下微弱泄漏信号的捕捉与识别。基于识别结果,利用炉膛三维温度场分布模型对声波传播路径进行网格化修正,构建非线性定位方程组,在无需人工干预的情况下实现了泄漏声源的三维空间亚m级精准定位,彻底解决了传统声学监测中因背景噪声干扰导致的误报漏报以及因温度梯度导致的定位偏差问题。
本发明授权一种锅炉受热面管壁泄漏检测方法在权利要求书中公布了:1.一种锅炉受热面管壁泄漏检测方法,其特征在于,包括以下过程: S1,基于全方位部署的声波传感器阵列和压电陶瓷传感器阵列采集模拟电压信号,经预处理形成一维声学时程信号; S2,以声学时程信号为输入,构建最小化平均包络熵的参数寻优模型,采用引入混沌映射与柯西变异的麻雀搜索算法,搜索变分模态分解的最优参数;利用最优参数对声学时程信号执行变分模态分解得到本征模态分量,进行模态筛选与泄漏信号重构,输出增强泄漏信号; 所述构建最小化平均包络熵的参数寻优模型,采用引入混沌映射与柯西变异的麻雀搜索算法,搜索变分模态分解的最优参数,具体过程为: 采用变分模态分解VMD对声学时程信号进行分解,确定两个关键参数为模态个数与惩罚因子;将VMD分解得到的各模态分量的包络熵作为评价指标:将第个模态分量的包络熵记为,并以平均包络熵作为麻雀搜索算法的适应度指标; 在初始化阶段引入Logistic混沌映射,并得到初始麻雀位置; 利用第一维分量对模态个数进行编码,并将其映射到预设整数范围;利用第二维分量对惩罚因子进行编码,并将其映射到预设实数范围; 麻雀位置对应的含义为,对执行VMD分解的一组参数候选解;在个体位置更新过程中引入柯西变异,即在更新得到的参数组合上施加随机扰动,使搜索能够跳出局部极小值;迭代搜索,最终得到使适应度指标最小的最优参数,分别记为与; S3,对增强泄漏信号进行双分支处理,将频域特征提取分支和时域特征提取分支提取的特征向量,通过交叉注意力特征融合模块融合,后经全连接层输出泄露状态的概率分布向量; S4,当泄漏总概率超阈值则报警并锁定数据;选取传感器节点对参与定位,用广义互相关相位变换算法提取信号到达时间差;结合炉膛温度场构建非均匀三维声速网格模型;经射线追踪法计算预测时间差;联合构建非线性残差目标函数,采用粒子群算法迭代求解,反演泄漏源三维位置坐标; 选取传感器节点对参与定位,具体为: 在部署时记录每个传感器节点的空间坐标,记第个节点的坐标为,并存储于控制器中;定位时直接调用坐标信息参与计算; 从传感器中选取不少于4个节点参与定位,记所选节点集合为;从中两两组合构造多组节点对用于获取到达时间差观测,记节点对集合为,其中任意表示从所述不少于4个节点中选取的第个节点与第个节点组成的一组节点对;通过对中多组节点对的时延观测进行联合求解,实现三维定位; 对参与定位的每个节点,在锁定时间窗口内截取其增强时程信号,记为;其中,上标表示所述锁定时间窗口,,表示窗口内采样点序号;所述由S2输出的增强泄漏信号在节点处取出并窗口化得到; 将所述进行频域变换,得到其频域表示,其中表示角频率;针对任意一对节点,采用广义互相关相位变换算法计算节点与节点对应信号的互相关函数 的峰值所在时延作为测量到的到达时间差,记为 引入三维温场并构建声速网格:引入炉膛实时温度场数据对声速进行修正,所述温度场数据由炉膛现有温度监测系统实时提供,并将其在空间上插值与栅格化形成三维温度网格,随后依据热力学关系将温度场转换为声速场,得到三维声速网格模型; 经射线追踪法计算预测时间差:依据锅炉炉膛的结构尺寸给定坐标的上下界,从而定义候选搜索范围;对任一候选点,计算,并得到各节点对的;在得到声速场后,采用射线追踪法在非均匀介质中计算传播时间,对任意候选空间点与任意传感器节点,计算声波从传播到的传播时间;对节点得到模型预测的到达时间差;其中表示第个参与定位的传感器节点的空间坐标。
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