随着社会发展的日新月异,管道运输以其高效安全、节能环保的独特优势在现今运输领域扮演着愈来愈重要的角色。但是运输管道一旦出现泄漏,将会造成极其严重的后果。有调查数据显示,近六成的泄漏事故均是由于微泄漏未被及时发现而引起的。由此可见,定期对运输管道进行安全检测、及时发现微泄漏并进行维护尤为重要。基于上述背景,论文提出了一种检测输油管道微泄漏的方法,设计并制作出一种通过采集输油管道泄漏声源处的声信号来检测微泄漏的球形内检测器。该检测器不仅能够在管道内顺利通过不发生卡堵,而且可以在很大程度上提高检测精度。论文首先基于输油管道的泄漏工况,对管道球形内检测器进行设计,包括其内部硬件的选型和布局、检测器的工作原理、外壳结构和强度、密封性、连接方式、减振方式等方面的设计,并加工制作出球形检测器样机。接下来建立管道微泄漏模型和声学仿真模型,对管道泄漏近声场声信号进行有限元仿真分析,得到泄漏速率与管道内压力及泄漏孔径的关系、管道内泄漏声源近场声信号特性以及泄漏速度及特征频率与泄漏孔径及管内压力的关系等规律,最终确定管道泄漏声信号的特征提取频段为1.0 k Hz～3.1 k Hz,为管道泄漏声信号采集试验以及信号提取识别提供理论支持。最后设计并搭建管道泄漏试验管段,在带有可调泄漏孔径的试验管段上进行检测器球壳密封检测试验、管道泄漏量检测试验以及泄漏声信号采集试验,进而得到管道泄漏原始声信号。通过小波变换法和带通滤波法对采集到的管道泄漏原始声信号进行处理和分析,提取识别出具有显著特征的管道泄漏声信号;对在不同管道压力和不同泄漏孔径试验条件下得到泄漏声信号的幅值进行比较,得到在管道压力一定时,不同泄漏孔径声源处泄漏信号幅值拟合函数。将上述试验结果与有限元仿真结果进行对比,结果表明二者具有较好的吻合度;同时也说明本研究所设计的管道泄漏声信号球形内检测器以及采用的信号处理方法可较为准确地检测并提取出泄漏信号,并在一定条件下实现对泄漏处较为准确的定位。