多级频率感知变压器用于使用声信号检测管道泄漏
Menghan Chen1,2, Yuchen Lu1,2, Wangyu Wu3
1School of Integrated Circuit Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 29, 2025
概括
一个新的多级频率感知变压器 (MSFAT) 通过更好地利用声信号特征和适应噪声,提高管道泄漏检测准确率至97.2%. 这种人工智能方法提高了工业环境中的可靠性.
科学领域:
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 人工智能的人工智能
- 信号处理 信号处理
背景情况:
- 使用声学信号的管道泄漏检测面临时间频率分析,噪声和先前知识集成的挑战.
- 现有的深度学习方法很难有效地利用声学数据来可靠地识别泄漏.
研究的目的:
- 为改进管道泄漏检测提出一种新的多级频率感知变压器 (MSFAT) 架构.
- 解决目前基于人工智能的声信号分析对工业测量的局限性.
主要方法:
- 开发了具有频率感知嵌入层的MSFAT,用于联合时间频率特征学习.
- 包含一个多头频率注意力机制和一个自适应噪声过模块.
- 利用多个尺度的特征聚合机制来实现强大的全球表示.
主要成果:
- 与标准变压器相比,MSFAT实现了97.2%的精度和10.9%的F1得分.
- 在5到30dB的信号噪声比率上表现出强大的性能.
- 废弃性研究证实了频率感知机制的显著贡献.
结论:
- MSFAT架构有效地将特定领域的知识集成到AI中,以实现更高水平的管道泄漏检测.
- 拟议的方法在复杂的工业环境中提供了更高的精度,可靠性和适应性.

