随着我国经济的快速发展,对天然气的需求越来越大,而管道是陆上输送天然气的主要方式,为此国家建设了大量天然气管道。然而,由于管道腐蚀、自然破坏、管道自身缺陷和第三方破坏等原因,管道泄漏时有发生。管道发生泄漏不仅带来经济损失和环境破坏,严重时还会导致群死群伤的重大事故,因此泄漏检测及定位方法作为保障管道安全的重要手段,具有重要的研究意义,而音波泄漏检测方法灵敏度好、定位精度高,是一种有发展潜力的检测技术。本文依托实验室内的高压输气管道,设计了音波泄漏检测数据采集系统,完成了泄漏检测试验,并对不同的小波、小波分解尺度、阈值选取规则和阈值处理方法进行了对比分析,确定了音波信号小波去噪的参量。除此之外,本文通过对音波信号的时域、频域进行分析,提取了音波信号的特征量,完成了泄漏判断;根据推导的音速公式和互相关法,对泄漏定位误差进行了研究;开展了不同的泄漏位置、泄漏孔径和管道压力下的泄漏试验研究,分析了不同泄漏工况下管道水力参数和音波信号特征量的变化。通过进行音波泄漏检测试验研究,本文得出:①音波信号属于非平稳随机信号,适合采用基于小波变换的去噪方法进行去噪;②音波信号小波去噪所需参量如下:小波为sym8,分解尺度为5,阈值选取规则为rigrsure,阈值处理方法为二次插值多项式法,噪声估计为白噪声;③音波信号的能量集中于低频段,且随着频率的增大,能量逐渐减小;④随着管道压力或温度的升高,音波的传播速度逐渐增大;⑤试验能达到的最小泄漏量为7.58L/min,占总输量的3%,音波信号的各个特征量均能检测,无误报,应用音波法计算的泄漏位置与实际的泄漏位置之间的误差最大为1.623m,占被测管长的0.814%,定位精度非常高;⑥管道发生泄漏后,起点流量增大,终点流量减小,起终点的压力下降,音波信号产生一个非常明显的下降沿,之后在零值附近上下波动,直至稳定;⑦管道水力参数和音波信号特征量因泄漏位置、泄漏孔径和管道压力三个影响因素的变化而变化。