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)