劉翠偉， 敬華飛， 方麗萍， 徐明海

(1. 中國(guó)石油大學(xué) 儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院，山東 青島 266580； 2. 欽州學(xué)院 石油與化工學(xué)院，廣西 欽州 535011)

目前可以應(yīng)用于油氣管道的泄漏監(jiān)測(cè)方法有許多種，根據(jù)所檢測(cè)的參數(shù)不同，主要分為質(zhì)量/體積平衡法、應(yīng)用統(tǒng)計(jì)法、負(fù)壓波法、瞬態(tài)模型法、分布式光纖法和聲波法等。其中，聲波法具有諸多優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、定位精度高、誤報(bào)率低、檢測(cè)時(shí)間短、適應(yīng)性強(qiáng)等。根據(jù)傳感器的不同聲波法又可以分為音頻法(微型傳聲器或者麥克風(fēng))、振動(dòng)檢測(cè)法(加速度計(jì))和動(dòng)態(tài)壓力波法(動(dòng)態(tài)壓力傳感器)。根據(jù)目前的研究成果來(lái)看，研究主要集中于音頻法和振動(dòng)檢測(cè)法，二者對(duì)短距離管道具有非常好的泄漏檢測(cè)及定位效果，對(duì)長(zhǎng)距離管道的應(yīng)用效果亟需改善，而動(dòng)態(tài)壓力波雖然也存在信號(hào)衰減，但其幅值大，包含頻率范圍寬，因此在長(zhǎng)距離管道具有較好的效果，基于此提出了基于動(dòng)態(tài)壓力波的泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)聲波法泄漏檢測(cè)與定位技術(shù)開展了大量的工作和研究[1-2]。但現(xiàn)行的聲波法泄漏檢測(cè)與定位理論對(duì)動(dòng)態(tài)壓力波的傳播特性研究較少，聲波傳播特性決定聲波傳播距離以及傳感器采集信號(hào)的聲波波形，前者決定傳感器的安裝距離，后者用于計(jì)算時(shí)間差，進(jìn)而用于泄漏定位。因此，聲波的傳播特性對(duì)聲波法的泄漏檢測(cè)與定位具有重要的意義，而目前研究的缺乏使得聲波法的基礎(chǔ)性、通用性、可靠性大大降低，限制了聲波法的推廣和應(yīng)用。

聲波傳播規(guī)律的研究可以確定聲波的有效傳播距離[3]，進(jìn)而合理布置傳感器位置，從而為聲波法的工程應(yīng)用提供支撐。

針對(duì)氣體管道聲波傳播規(guī)律的研究， Hunaidi等[4]對(duì)塑料水管道泄漏信號(hào)的聲波特征進(jìn)行了研究。研究包括聲波頻譜的特征或者作為泄漏類型函數(shù)的振動(dòng)信號(hào)，流速，管道壓力和時(shí)節(jié)，衰減率的確定和傳播速度的變化；Muggleton等[5-6]針對(duì)充液圓管道中泄漏引起的聲音和振動(dòng)波的傳播行為進(jìn)行了機(jī)理分析，推導(dǎo)出介質(zhì)中充液管道的聲振耦合系統(tǒng)的頻散效應(yīng)，建立了充液管道中信號(hào)的傳播模型，并對(duì)比分析了檢測(cè)目標(biāo)(聲波信號(hào))所關(guān)注的流體媒質(zhì)波和殼體波波數(shù)的變化情況及衰減特性；劉敬喜等[7]研究了彈性介質(zhì)中充液管道的波衰減特性，利用殼體基本方程，推導(dǎo)出處于彈性介質(zhì)中的充液管道在軸對(duì)稱振動(dòng)下聲振耦合系統(tǒng)的頻散方程，利用數(shù)值解法得到了頻散方程的完全解；孫立瑛等[8]分析了聲發(fā)射波在液體作用下管道中的聲學(xué)特性，并對(duì)鋼管中的幾種模態(tài)的聲發(fā)射波在液體管道中的傳播和衰減特性進(jìn)行了測(cè)量。Kim等[9]利用時(shí)頻聯(lián)合分析的試驗(yàn)方法及邊界元法得到了管道系統(tǒng)的聲波的截止頻率，從而獲得管內(nèi)聲波的傳播特性。Prek[10]提出了一種利用頻域分析的方法來(lái)確定彈塑性充液管內(nèi)聲波特性的方法，通過(guò)三個(gè)壓力測(cè)量設(shè)備之間的傳遞函數(shù)來(lái)計(jì)算聲波波數(shù)，計(jì)算顯示聲波波數(shù)是復(fù)數(shù)，且與波速和衰減速率有關(guān)，傳遞函數(shù)的實(shí)部用于求解波數(shù)和相速度，虛部與聲波的衰減有關(guān)。

Mostafapour等[11]模擬了由于泄漏造成的管道振動(dòng)所產(chǎn)生的聲發(fā)射，經(jīng)管壁傳播的壓力波可以通過(guò)安裝在管壁上的傳感器記錄，研究了聲波的傳播規(guī)律，通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)分析了聲波傳播理論對(duì)高壓天然氣管道的泄漏監(jiān)測(cè)效果。潘碧霞等[12]對(duì)管道泄漏聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行傳播特性研究，可以為工程上進(jìn)行傳感器布設(shè)和采集參數(shù)確定提供參考依據(jù)。介質(zhì)類型、壓力、流量與泄漏孔徑對(duì)產(chǎn)生的泄漏聲發(fā)射信號(hào)幅值影響較大，對(duì)泄漏聲發(fā)射信號(hào)傳播衰減規(guī)律無(wú)影響。應(yīng)用傅里葉變換和小波包分解等理論方法，分析泄漏聲發(fā)射信號(hào)在傳播過(guò)程中經(jīng)過(guò)法蘭、閥門時(shí)的頻率變化特征。Jin等[13]研究了管道泄漏聲源特性和傳播機(jī)理，以天然氣管道泄漏時(shí)的氣動(dòng)噪聲為研究對(duì)象，建立了聲波在管道內(nèi)的二維傳播模型，通過(guò)模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的比較分析，表明天然氣管道泄漏聲波的超低頻段可在管道內(nèi)傳播較遠(yuǎn)距離并能被聲波傳感器所探測(cè)，從理論上驗(yàn)證了聲波法在天然氣管道泄漏監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的良好應(yīng)用前景。胡楊曼曼等[14]考慮了管道泄漏聲發(fā)射信號(hào)既攜帶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的某些特征信息(泄漏孔大小和位置等)，同時(shí)又有很大的隨機(jī)性和不確定性，把次聲波傳感器接受泄漏次聲信號(hào)的過(guò)程比擬為“聽”的動(dòng)作，來(lái)研究在油氣管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中次聲波信號(hào)傳播的規(guī)律。將管壁狀況檢測(cè)的聲發(fā)射檢測(cè)方法和基于現(xiàn)代信號(hào)處理的檢漏方法二者結(jié)合進(jìn)行管道泄漏檢測(cè)和泄漏點(diǎn)的定位。劉翠偉等[15]提出了一種基于聲波傳播特性的泄漏定位方法，并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，該方法對(duì)聲波傳播規(guī)律進(jìn)行了充分研究，得到了時(shí)域、頻域和時(shí)頻域特征的衰減規(guī)律，得到了聲波傳播的理論衰減因子以及實(shí)驗(yàn)修正因子，研究結(jié)果表明，在輸氣管道中泄漏聲波的衰減遵從指數(shù)規(guī)律。

針對(duì)輸氣管道泄漏聲波傳播規(guī)律的研究，先建立理想介質(zhì)中的聲波傳播公式，然后分析黏滯吸收作用和熱傳導(dǎo)作用對(duì)聲波衰減的影響，進(jìn)一步分析氣體流動(dòng)對(duì)聲波衰減的影響，并得到湍流對(duì)聲波衰減的影響，最后建立考慮各種影響因素的聲波衰減模型。并采用實(shí)驗(yàn)方法對(duì)建立的理論模型進(jìn)行驗(yàn)證，最后得到泄漏聲波的傳播規(guī)律。

1 聲波衰減模型的建立

1.1 理想介質(zhì)中聲波傳播公式

本文首先推導(dǎo)了輸氣管道內(nèi)理想流體介質(zhì)中的聲波傳播公式，即一維聲波的波動(dòng)方程

(1)

式中：p為聲壓;c0為空氣中聲速。在三維空間內(nèi)，聲波的波動(dòng)方程為

(2)

按照波陣面的不同，聲波可以分為球面波、柱面波和平面波三類。平面波指的是聲波沿一個(gè)方向傳播，在其余方向上所有質(zhì)點(diǎn)的振幅和相位均相同的聲波，它的波動(dòng)方程即為一維聲波方程。

因此式(1)關(guān)于平面波的聲壓解，其表達(dá)式為

p(x)=paej(ωt-kx)

(3)

式中：pa為聲壓振幅;ω為角頻率，ω=2πf；k為波數(shù)或者傳播常數(shù)。

在管內(nèi)可以產(chǎn)生理想的平面波，聲壓解為

pmm=Ammcos(mθ-φm)Jm(kmnr)ej(ωt-kzz)

(4)

這里的式(4)為方程式(2)的一個(gè)特解， 且對(duì)應(yīng)一個(gè)m=0，n=0的波，稱為(0，0)次波，聲壓表示為

pmn=Amnej(ωt-kz)

(5)

表1 波數(shù)取值表Tab.1 Value of wave number

通過(guò)表1可得圓管中平面波的截止頻率為

(6)

根據(jù)式(6)，對(duì)于實(shí)際天然氣管線，分別計(jì)算其平面波的截止頻率，得到表2。

表2 天然氣管線平面波截止頻率Tab.2 Cut-off frequency of plane wave in natural gas pipelines

通過(guò)表2可以得出，對(duì)于實(shí)際管線，當(dāng)管徑達(dá)到 1 219 mm時(shí)，頻率小于163.4 Hz時(shí)聲波在管內(nèi)傳播模式為一維平面波，在泄漏聲波信號(hào)傳播規(guī)律的分析中，典型感興趣的是可以遠(yuǎn)傳的0～20 Hz甚至是更低頻段的信號(hào)，因此，在有用信號(hào)頻段內(nèi)，輸氣管道內(nèi)傳播的聲波均為一維平面波，其傳播模式可以通過(guò)式(5)來(lái)描述。

通過(guò)以上分析明確了在靜止無(wú)黏的管道流體內(nèi)，小振幅聲波是以一維平面波形式傳播的，且在考慮反射波的前提下，其傳播方程(1)的解的形式滿足

p(x,t)=[C1e-jkx+C2e+jkx]ejωt

(7)

式中： 等式右邊第一項(xiàng)為前行波，第二項(xiàng)為反射波，k=ω/a0=2π/λ，λ為波長(zhǎng)。 常數(shù)C1和C2由聲源邊界條件和介質(zhì)特征共同決定。

1.2 黏性靜止流體中的平面波衰減

同時(shí)考慮黏滯吸收和熱傳導(dǎo)吸收，得到黏熱吸收造成的聲波衰減公式，則波動(dòng)方程的解(7)變?yōu)?/p>

p(x,t)=[C1e-jkx-αx+C2e+jkx+αx]ejωt

(8)

得到了考慮切變黏滯吸收、容變黏滯吸收和熱傳導(dǎo)吸收的黏熱衰減系數(shù)，表達(dá)式為

(9)

式中：r代表管徑；c0為傳播速度；ω為角頻率，ω=2πf，f為頻率；η為動(dòng)力黏滯系數(shù)；η′為切變黏滯系數(shù)；η″為容變黏滯系數(shù)；χ為熱傳導(dǎo)系數(shù)；Cv為定容比熱；Cp為定壓比熱。η、χ，Cv，Cp為氣體本身的物性參數(shù)，主要受溫度的影響較大，而隨著壓力的變化關(guān)系較小，因此主要考慮溫度對(duì)各個(gè)量的影響。

1.3 無(wú)黏流動(dòng)流體中的平面波衰減

聲波傳播是介質(zhì)慣性和彈性聯(lián)合作用的結(jié)果，因此聲波傳播是相對(duì)于介質(zhì)而言的。當(dāng)介質(zhì)本身以均勻流速U運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲波的傳播速度相對(duì)于介質(zhì)為a，則相對(duì)于靜止的坐標(biāo)系，前行波將以絕對(duì)速度U+a傳播，反射波將以絕對(duì)速度U-a傳播，稱之為聲波被均勻流攜帶。在短管內(nèi)，當(dāng)氣體流速的馬赫數(shù)小于0.3時(shí)，可以不考慮氣體流動(dòng)對(duì)聲波傳播的影響，但隨著聲波傳播距離的增加，流動(dòng)氣體對(duì)聲波衰減的作用累積，不可忽視，很明顯的體現(xiàn)為：氣體流向與聲波傳播方向一致時(shí)，氣流對(duì)聲波有“攜帶作用”；當(dāng)氣體流向與聲波傳播方向相反時(shí)，氣流對(duì)聲波有“阻礙作用”。

聲波波動(dòng)方程的廣義解為

p(x,t)=[C1e-jω/(a0+U)x+C2e+jω/(a0-U)x]ejωt=
[C1e-jk0x/(1+M)+C2e+jk0x/(1-M)]ejωt

(10)

方程(10)表明，均勻流的攜帶效應(yīng)作用于波動(dòng)方程的兩個(gè)部分，即前行波和反射波。

1.4 黏性均勻流動(dòng)介質(zhì)中的平面波衰減

考慮流體黏度的管中聲波波陣面并不是完全的平面波，而是準(zhǔn)平面波。同時(shí)，氣流在管道中的流動(dòng)速度并不均勻，就同一截面而言，管道中央流速最高，離開中心位置越遠(yuǎn)，速度越低，到接近管壁時(shí)，流速為0。順流時(shí)，管道中央聲速高，周壁聲速低，逆流時(shí)正好相反。根據(jù)聲折射原理，順流時(shí)，聲波要向管道彎曲；逆流時(shí)，聲波總是要向管道中心彎曲。

根據(jù)以上分析，為了解釋湍流摩擦造成的額外氣動(dòng)聲損失以及均勻流動(dòng)導(dǎo)致的攜帶效應(yīng)，可以將準(zhǔn)平面波方程進(jìn)行拓展，推導(dǎo)等價(jià)的一維平面波方程，得到了所需要的在黏性流動(dòng)氣體中的一維聲波傳播方程。

用下標(biāo)0表示均勻狀態(tài)， T代表總狀態(tài)(擾亂態(tài))，能夠?qū)懗?/p>

ρT=ρ0+ρ;pT=p0+p;uT=U+u

(11)

對(duì)小振幅情況

(12)

因此，聲波動(dòng)參數(shù)p，ρ和u中包含二次項(xiàng)的項(xiàng)都可以忽略。將這些關(guān)系式代入質(zhì)量連續(xù)性方程得到

(13)

從這個(gè)方程減去不存在擾動(dòng)的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)方程，得到

(14)

因此考慮黏熱擴(kuò)散和湍流摩擦的一維動(dòng)量方程可以表達(dá)如下

(15)

對(duì)流體介質(zhì)中的小振幅波傳播，得到聲波波動(dòng)方程

(16)

這個(gè)方程與加入了均勻流的攜帶效應(yīng)項(xiàng)和流聲之間的摩擦項(xiàng)。假設(shè)解的形式如下

p(x,t)=Cejωteβx

(17)

將式(17)代入方程式(16)，考慮以下的數(shù)量級(jí)

M2α2<α2?k2,ξ2M4<ξ2M2?k2,
2ξM2α<2ξMα?k2

(18)

經(jīng)過(guò)代數(shù)處理，可以得到

(19)

因此，方程式(16)的解為

(20)

方程式(20)清楚地顯示：

(1) 在黏性流動(dòng)介質(zhì)中的聲波衰減是黏熱效應(yīng)和湍流摩擦共同作用的結(jié)果；

(2) 代表均勻流動(dòng)攜帶效應(yīng)的因子1±M作用于衰減系數(shù)和波數(shù)。

衰減系數(shù)表達(dá)為

(21)

(22)

式中：α(M)=α+ξM，k=k0+α。α(M)在聲波傳播的兩個(gè)方向保持一致，代表流動(dòng)介質(zhì)中聲波衰減系數(shù)的真實(shí)值。 1±M在中α±僅代表均勻流產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)。

值得一提的是，為了得到該聲波衰減常數(shù)，對(duì)上述分析做了相當(dāng)程度的簡(jiǎn)化，但是從工程應(yīng)用的角度，都是有意義的。

1.5 理論衰減模型的建立

由以上分析，建立了考慮氣體流動(dòng)、湍流效應(yīng)和黏熱效應(yīng)的聲波幅值的衰減模型，具體如下：

順向傳播

(23)

逆向傳播

(24)

對(duì)短管道，可以將式(23)和式(24)中的衰減系數(shù)簡(jiǎn)化為

(25)

式中：M越大，代表氣體流動(dòng)對(duì)聲波衰減的影響越厲害；氣流方向與聲波傳播方向一致時(shí)，取“+”，氣流方向與聲波傳播方向相反時(shí)，取“-”。

2 聲波衰減模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

通過(guò)10 mm內(nèi)徑管線實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)分為兩部分：第一部分研究順流對(duì)聲波傳播和衰減的影響，此時(shí)泄漏點(diǎn)1開啟，位于下游的傳感器2、3、4、5采集信號(hào)，且傳感器距離泄漏點(diǎn)1的距離分別為0.1 m，48.3 m，109.1 m，160.49 m；第二部分研究逆流對(duì)聲波傳播和衰減的影響，此時(shí)泄漏點(diǎn)3開啟，傳感器4、3、2、1采集信號(hào)，傳感器4位于泄漏點(diǎn)3下游，其余三個(gè)位于泄漏點(diǎn)上游，且傳感器距離泄漏點(diǎn)3的距離分別為-0.1 m，60.7 m，108.9 m，151.11 m。每個(gè)部分都進(jìn)行五個(gè)壓力等級(jí)的實(shí)驗(yàn)，分別為：1.3 MPa，2 MPa，3 MPa，4 MPa，5 MPa，其中前兩個(gè)壓力等級(jí)采樣頻率為1 000 Hz；后三個(gè)壓力等級(jí)采樣頻率為3 000 Hz。然后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)順流和逆流下的衰減因子進(jìn)行擬合。

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理得到了擬合衰減因子，同時(shí)采用建立的理論衰減因子公式計(jì)算衰減因子，根據(jù)式(9)得到了理論黏熱衰減因子，根據(jù)式(23)得到順流衰減因子，根據(jù)式(24)得到逆流衰減因子。其中采用理論公式計(jì)算衰減因子時(shí)分別采用原始信號(hào)和小波特征進(jìn)行，原始信號(hào)的能量集中于0～50 Hz，因此中心頻率為25 Hz，將理論衰減因子與實(shí)驗(yàn)擬合的衰減因子相減并除以實(shí)驗(yàn)擬合的衰減因子得到誤差。原始信號(hào)處理結(jié)果具體見表3。

圖1 高壓輸氣管道聲波泄漏檢測(cè)與定位裝置Fig.1 High pressure gas pipeline leak detection and location device based on acoustic method

由表3可知：

(1) 與實(shí)驗(yàn)擬合值相比，順流時(shí)誤差都較小，都在6.0%以內(nèi)，且實(shí)驗(yàn)擬合衰減因子基本都大于理論衰減因子。

(2) 與實(shí)驗(yàn)擬合值相比，逆流時(shí)誤差隨壓力增大而增大，且實(shí)驗(yàn)得到的擬合衰減因子基本都大于理論衰減因子，且誤差較大。

(3) 這主要是由于實(shí)驗(yàn)時(shí)氣體流速并不是單一值，而理論計(jì)算時(shí)采用的平均值，若實(shí)驗(yàn)中變化的氣體流速產(chǎn)生的總作用大于平均流速下的氣體流動(dòng)產(chǎn)生的總作用，就會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)擬合衰減因子大于理論衰減因子的情況。為減小誤差，需對(duì)管道中的氣體流速進(jìn)行布點(diǎn)準(zhǔn)確測(cè)量。

同時(shí)對(duì)小波特征進(jìn)行了處理，得到了基于小波特征的聲波傳播衰減因子，其中采樣頻率為1 000 Hz的信號(hào)選定A4子帶，中心頻率為15.625 Hz；采樣頻率為3 000 Hz的信號(hào)選定A5子帶，中心頻率為23.437 5 Hz，計(jì)算結(jié)果見表4。

表3 原始信號(hào)理論衰減因子與實(shí)驗(yàn)擬合衰減因子誤差Tab.3 The attenuation factors errors of the original signals in the same direction

表4 小波特征順流理論衰減因子與實(shí)驗(yàn)擬合衰減因子誤差Tab.4 The attenuation factors errors of the WT signals in the same direction

由表4可知，采用小波特征計(jì)算得到的衰減因子的變化規(guī)律為：①與實(shí)驗(yàn)擬合值相比，順流時(shí)誤差都較小，都在7.0%以內(nèi)，且實(shí)驗(yàn)擬合衰減因子都大于理論衰減因子；②與實(shí)驗(yàn)擬合值相比，逆流時(shí)誤差也都在12%以內(nèi)，且實(shí)驗(yàn)得到的擬合衰減因子基本都大于理論衰減因子。原因與原始信號(hào)基本一致。

誤差來(lái)源于：①管道中存在彎管、閥門等附件，使得聲波產(chǎn)生發(fā)射和散射，從而使得聲波幅值的衰減規(guī)律并不完全服從指數(shù)規(guī)律；②所提取的聲波幅值的不準(zhǔn)確性，主要由原始信號(hào)采集的不準(zhǔn)確性和信號(hào)處理的限制造成，同時(shí)原始信號(hào)采集的不準(zhǔn)確性來(lái)源于傳感器的精度和采樣頻率的限制。為解決這一問(wèn)題，可以選擇精度更高的傳感器同時(shí)設(shè)置較高的采樣率，傳感器精度越高，采樣頻率越高，傳感器所采集的信號(hào)的準(zhǔn)確性越高，但是由于采樣率越高，所需要的中控計(jì)算機(jī)的內(nèi)存越多，方法實(shí)施所需要的成本越高，因此需要選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅魍瑫r(shí)設(shè)置適當(dāng)?shù)牟蓸宇l率。信號(hào)處理的誤差主要來(lái)源于小波變換在提取聲波幅值的過(guò)程中造成的幅值損失，為解決這個(gè)問(wèn)題需對(duì)信號(hào)處理方法進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。③定位誤差還來(lái)源于實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)中泄漏是通過(guò)閥門開啟實(shí)現(xiàn)的，雖然操作過(guò)程中盡量模擬實(shí)際中的泄漏工況，但誤差難免存在，造成產(chǎn)生信號(hào)數(shù)據(jù)的浮動(dòng)。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)衰減因子的擬合過(guò)程中也存在誤差。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所建立的理論衰減模型的準(zhǔn)確性。

3 結(jié) 論

為研究泄漏聲波在輸氣管道中的傳播規(guī)律和衰減模型，從理論研究出發(fā)建立了聲波幅值衰減模型，且從實(shí)驗(yàn)研究出發(fā)對(duì)聲波幅值衰減因子進(jìn)行了擬合，驗(yàn)證了聲波幅值衰減模型，得到主要結(jié)論如下：

(1) 從理論上建立了黏性均勻流動(dòng)介質(zhì)中考慮氣體流動(dòng)、湍流效應(yīng)和黏熱效應(yīng)的聲波幅值衰減模型，尤其是順流情況和逆流情況下的衰減因子表達(dá)式。

(2) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算得到了10 mm氣體管線順流和逆流情況下的衰減因子。采用原始信號(hào)計(jì)算得到的衰減因子的變化規(guī)律為：與實(shí)驗(yàn)擬合值相比，順流時(shí)誤差都較小，都在6.0%以內(nèi)，且實(shí)驗(yàn)擬合衰減因子基本都大于理論衰減因子；逆流時(shí)誤差隨壓力增大而增大，且實(shí)驗(yàn)得到的擬合衰減因子基本都大于理論衰減因子，且誤差較大；采用小波特征計(jì)算得到的衰減因子的變化規(guī)律為：順流時(shí)誤差都較小，都在7.0%以內(nèi)，且實(shí)驗(yàn)擬合衰減因子都大于理論衰減因子；逆流時(shí)誤差也都在12%以內(nèi)，且實(shí)驗(yàn)得到的擬合衰減因子基本都大于理論衰減因子。