基于多傳感器信息融合的爐管泄漏檢測

劉志東 齊明洋 吉林化工學(xué)院 信息與控制工程學(xué)院

如今，電越來越離不開我們的生活，而我國電的產(chǎn)生主要是火力發(fā)電，發(fā)電場的安全生產(chǎn)對我們就具有重要的意義。而在火力發(fā)電中，會涉及到各種管道，若發(fā)生泄漏事故可能造成一定的事故，后果不堪設(shè)想。故爐管泄漏檢測系統(tǒng)的設(shè)計，對檢測管道安全使用起到關(guān)鍵作用。

對爐管泄漏上面國內(nèi)外全部采用聲譜分析法，但都只用單一傳感器來檢測噪聲信號，方法單一。本文在此基礎(chǔ)上為了進一步提高爐管檢測系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，提出了采用A、B和C傳感器融合的方式檢測方法，并把檢測到的信息通過聯(lián)合卡爾曼濾波方法融合，最后輸出融合后的結(jié)果。

1 信息融合技術(shù)

信息融合技術(shù)是指能夠分析多個信息，并具有數(shù)據(jù)整理能力，將復(fù)雜的冗余的信息整合成單一有用的信息，通過數(shù)據(jù)傳送進行按需分配，提高系統(tǒng)對信息處理的可靠性和安全性。

優(yōu)點，首先信息融合技術(shù)可在復(fù)雜的環(huán)境下，具有穩(wěn)定的安全性能，抗干擾能力強；其次，通過對同一物理量進行同時多次測量，可以提高信息的準(zhǔn)確性，降低信息提取時發(fā)生錯誤的可能；最后，信息融合技術(shù)能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的單一處理信息能力，減少因傳輸造成的數(shù)據(jù)損失。

信息融合技術(shù)涉及的優(yōu)化算法較為先進，通過不同算法和技術(shù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理，通過數(shù)據(jù)對比可以保持信息的完整性。

2 信息融合技術(shù)算法

信息融合技術(shù)應(yīng)用到爐管泄漏檢測中，可以降低爐管傳感器的誤報率，提高傳感器的產(chǎn)品質(zhì)量，并科學(xué)的對信息進行技術(shù)升級，完善信息融合在爐管泄漏技術(shù)的應(yīng)用效果。作為優(yōu)化的Kalman濾波算法。

Kalman濾波融合算法在傳感器中的應(yīng)用，但其整個算法在計算式子中較為復(fù)雜，計算結(jié)果困難。因此需要對其進行優(yōu)化，得到一下算法:

改進后的Kalman算法能夠簡化計算量和計算方式，降低運算時間，并可提高準(zhǔn)確率，滿足設(shè)備需求。改進后的算法與卡爾曼算法結(jié)合出方程組:

通過信息融合的方式降低傳感器對復(fù)雜聲音信號的的抓取能力，降低外界對泄漏信號的影響。優(yōu)化的信息融合技術(shù)，提高傳感器對聲譜信號的分析能力與精度。

卡爾曼濾算法具有融合多個傳感器信息數(shù)據(jù)的能力，自動濾除無用信息，減少計算量，且泄露噪聲具有各種聲波混合而成，卡爾曼算法實現(xiàn)聲譜的最佳提取，增加計算速度，削減數(shù)據(jù)存儲量，實現(xiàn)對系統(tǒng)的最優(yōu)控制。

3 結(jié)論

利用信息融合技術(shù)能夠測量音頻信號特征參數(shù)，通過建立實際修正模型能夠有效提高信號幅值的測量精度。該方法對處理器的運算速度及外圍信號處理電路要求不高，可以有效減少系統(tǒng)成本。該技術(shù)已經(jīng)在鍋爐承壓管線泄漏監(jiān)控系統(tǒng)中得到應(yīng)用，對解決信號頻譜分析測量問題具有重要的借鑒價值。

[1]謝振南.多傳感器信息融合技術(shù)研究[D].廣東工業(yè)大學(xué),2013.

[2]張成輝.鍋爐爐管泄漏檢測系統(tǒng)的研究[D].沈陽航空航天大學(xué),2012.

[3]王琳,姜根山,安連鎖.爐內(nèi)管道泄漏聲檢測與定位系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀[J]. 應(yīng)用聲學(xué),2010,29(01):1-10.

[4]簡小剛,賈鴻盛,石來德.多傳感器信息融合技術(shù)的研究進展[J]. 中國工程機械學(xué)報,2009,7(02):227-232.

[5]司興濤.多傳感器信息融合技術(shù)及其在移動機器人方面的應(yīng)用[D].山東理工大學(xué),2009.

[6]唐毅.多傳感器信息融合技術(shù)研究[D].電子科技大學(xué),2009.