Обробка даних на основі швидкого перетворення Фур’є в кореляційному течешукачі

О.А. Владимирський, д-р техн. наук,
І.А. Владимирський, канд. техн. наук, Д.М. Семенюк, аспірант
Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
Україна, 03164, Київ, вул. Генерала Наумова, 15
тел. +38 (050) 2503612, +38 (050) 7116930, +38 (067) 2830049
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.;  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; dtruba@i.u

Èlektron. model. 2024, 46(3):97-113

https://doi.org/10.15407/emodel.46.03.097

АНОТАЦІЯ

Алгоритми швидкого перетворення Фур’є (ШПФ) широко застосовуються в кореляцій­них течешукачах (КТ) при реалізації цифрової обробки даних. Поєднання обчислю­валь­ної ефективності ШПФ із сучасними, продуктивними мобільними засобами обчислень забезпечує прийнятний для польових умов час обробки. Через зростання загального зно­су трубопровідних мереж у багатьох країнах вимоги щодо достовірності та оператив­нос­ті визначення та усунення пошкоджень також зростають. Виконання цих вимог означає ускладнення алгоритмів обробки даних для більш повного врахування різноманітності акустичної обстановки. Саме цим зумовлений особливий інтерес до ШПФ як до базово­го, універсального алгоритму, на основі якого є перспективним і надалі розвивати об­робку даних у КТ. Описано досвід з застосування ШПФ у кореляційних параметрич­них течешукачах, зокрема розглянуто застосування ШПФ при спектральному оцінюванні та цифровій фільтрації сигналів, розрахунках цифрових фільтрів, обчисленні та подальшій обробці кореляційних функцій.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

трубопровід, течешукач, кореляція, цифрова фільтрація.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Correlation analysis in the phase domain: пат. EP1198757A1 GB: G01H3/00, G01M3/24, G06F17/14, G06F17/15, G10L21/0272, G10L21/028,  G10L25/00, G10L25/51, (IPC1-7): G06F17/15, G06F17/15 (EP)/ Alcock Eobert David; Central research lab ltd [GB]; заяв. 22.06.2000, опубл. 24.04.2002.
2. Knapp C., Carter G. The generalized correlation method for estimation of time delay. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. 1976. Vol. 24, no. 4. 320—327. URL: https://doi.org/10.1109/tassp.1976.1162830 (дата звернення: 08.03.2024).
3. Leak Detection and Location of Water Pipes Using Vibration Sensors and Modified ML Prefilter /J. Choi et al.  Sensors. 2017. Vol. 17, no. 9. P. 2104. URL: https://doi.org/ 3390/s17092104(дата звернення: 08.03.2024).
4. Аврамчук В.С., Чан В.Т. Частотно-временной корреляционный анализ цифровых сигналов. Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 315. № 5. С. 112-115. URL: https://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/2899/1/bulletin_tpu-2009-315-5-23.pdf (дата звернення:03.2024).
5. Improvement of cross-correlation technique for leak detection of a buried pipe in a tonal noisy environment/Sung-Hwan Shin. Nuclear engineering and technology. vol. 44. № 8 december 2012. P 977—984, doi: 10.5516/NET.09.2011.067. URL: https://www.researchgate. net/publication/264139380 (дата звернення 17.03.2024).
6. Leak Detection in Waterworks: Comparison Between STFT and FFT with an Overcoming of Limitations / A. Lay-Ekuakille et al. Metrology and Measurement Systems. 2017. Vol. 24, no. 4. P. 631—644. URL: https://doi.org/10.1515/mms-2017-0049 (дата звернення: 18.03.2024).
7. Владимирський О.А., Владимирський І.А. Кореляційні параметричні методи визначення координат витоків підземних трубопроводів. Електронне моделювання. 2021. Т.43, № С.3-16. URL:https://doi.org/10.15407/emodel.43.03.003 (дата звернення: 10.03.2024).
8. Владимирский А.А., Владимирский И.А. Обработка данных на основе БПФ при поиске утечек. Збiрник наукових праць ІПМЕ ім. Г.Є. Пухова НАН України. Вип. 6. С. 39—49.
9. Параметричний кореляційний спосіб визначення координат витоків трубопроводів: пат.144444 Україна: G01M 3/24, G01M 3/18, F17D 5/02 (2006.01). № u202003736/ О.А. Владимирський, І.А. Владимирський; заявл. 22.06.2020; опубл. 09.2020, Бюл. № 18/2020.14 с. URL:  https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&  IdClaim=271496 (дата звернення: 17.03.2024).
10. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. Пер. c англ. М.: Мир, 1978. 848 с.
11. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. Пер. с англ. М.: Мир,1990. 584 с.
12. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. Пер. с англ. М.: Мир, 1989. 540 с.
13. Дробот Ю.Б., Грешников В.А., Бачегов В.Н. Акустическое контактное течеискание. М.: Машиностроение. 1989. 120 с.
14. Владимирский И.А. Синтез цифровых фильтров для корреляционных течеискателей. Сборник научных трудов Методы и средства компъютерного моделирования НАН Украины, ИПМЭ. Киев, 1995. C. 13—15.
15. Владимирський О.А., Владимирський І.А. Просторовий і частотний кореляційні параметричні методи визначення координат витоків підземних трубопроводів. Елект­ронне моделювання. 2021. Т. 43 №4. С. 22—36. URL: https://doi.org/10.15407/emodel. 43.04.022 (дата звернення: 10.03.2024).

Повний текст: PDF