انتشار آکوستیکی و تشخیص سیگنال نشتی با نرخ جریان کم با استفاده از روش CFAR
نویسندگان
1 دانشگاه محقق اردبیلی
2 دانشگاه آزاد اسلامی
3 دانشگاه افسری امام علی
4 دانشگاه افسری امام علی
doi
چکیده
آکوستیک غیرفعال بهعنوان یک استراتژی مهم جهت تشخیص و نظارت طولانی مدت بر نشتی گاز زیر آب در سایتهای طبیعی یا در خطوط لوله گاز زیر آب شناخته شده است. توانایی یک سیستم آکوستیکی برای تشخیص نشتی گاز در زیر آب اساساً توسط نسبت سیگنال به نوفه (SNR[i]) صداهای حباب کنترل میشود. در پژوهش حاضر سعی میشود تا با استفاده از روش CFAR[ii] امکان تشخیص سیگنال نشتی با نرخ جریان کم و در حضور نوفه شدید فراهم شود. در این راستا از نرمافزار "بلهاپ[iii]" جهت مدلسازی کانال آکوستیکی زیر آب استفاده شده است. مطابق پژوهشهای پیشین، حداقل نرخ جریان نشتی قابل شناسایی برای روش تشخیص مبتنی بر آستانه برابر 2 لیتر بر دقیقه (در فاصله حداکثر 5/0 متری از محل نشتی) و SNR مورد نیاز این روش جهت تشخیص نیز برابر 6 دسیبل است. با توجه به قدرت کمتر سیگنال با نرخ جریان کم و درنتیجه SNR پایینتر نسبت به نرخ بالای جریان نشتی، در سناریوی شبیهسازی شده نشان داده میشود که با استفاده از روش CFAR میتوان سیگنال آکوستیکی نشتی با شار پایین را نیز شناسایی کرد. از طرفی عملکرد روش OS-CFAR[iv] بسیار بهتر از روشهای دیگر است و در مقادیر بسیار پایین SNR (تا SNR = -10 dB) نیز امکان شناسایی سیگنال نشتی با شار پایین را فراهم میکند. [i]. Signal to Noise Ratio [ii]. Constant False Alarm Rate (CFAR) [iii]. Bellhop [iv]. Ordered Statistics CFAR (OS-CFAR)