近日，我院机械工程学科博士研究生江毅在水下生产管汇泄漏定位技术方面取得重要进展，相关研究成果《基于声波到达时间差的水下管汇泄漏定位方法》（Leakage localization methodology based on time difference of arrival of sound wave for subsea manifold）发表在《Journal of Industrial Information Integration》。《Journal of Industrial Information Integration》是工程技术领域知名期刊，目前影响因子为11.6（SCI一区Top）。论文第一作者为博士研究生江毅，通讯作者为蔡宝平教授，开云电竞投注（华东）为第一署名单位和唯一通讯单位，该研究得到国家重点研发计划课题的资助。
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水下生产管汇系统因其结构复杂性及长期暴露于动态变化的海底工况环境，导致阀门组件与管道连接处等薄弱环节存在突发性泄漏隐患。受水下混响效应与声速分布不确定性影响，水听器采集的声学信号存在背景噪声干扰，制约了泄漏源定位的精确性。为此，利用水听器阵列声波的到达时间差，构建了三维泄漏声源定位框架，结合了多项式回归模型和双阈值检测方法，用于获取到达时间差，显著降低了时间差计算误差。此外，还采用了一种经标准化参数优化的谱减法技术，有效降低了水声信号噪声。
基于声波到达时间差的水下管汇泄漏定位框架
水下管汇泄漏定位实验装置图
基于上述方法，在变压力梯度工况和变泄漏孔径工况下进行了实验验证。结果发现，随着压力的增加，由于泄漏位置附近介质大量释放到水面造成的信号干扰，定位误差往往会增大。在十种压力条件下，五个不同泄漏位置的平均定位误差分别为0.194 m、0.115 m、0.160 m、0.289 m和0.134 m。随着泄漏孔径的增大，定位误差趋于减小，平均定位误差降至0.12 m。通过对比实验验证了该框架的有效性和准确性。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452414X25002055
