石油作为世界上使用的最广泛能源之一,对我国国民经济的发展起到了非常重要的作用。管道运输是目前石油工业中最主要的油气输送方式,随着我国经济的高速发展,输送的管道的铺设距离也越来越长。石油管道的泄漏会造成生态环境的污染、人民的生命和财产的损失等严重后果。管道通常会由于环境等因素发生腐蚀、磨损泄漏,而我国的大部分管道发生泄漏事故的原因都是由于不法分子的钻孔盗油和施工单位的随意挖掘造成的,但现阶段,国内使用的管道检测技术的共同缺点是只有在管道发生泄漏后才能进行定位。因此如何将管道的泄漏与泄漏预警相结合并且设计一套精确定位的管道泄漏监控系统成为管道维护的关键问题。针对这些问题,本文采用了经验模态分解(EMD)方法应用于对管道的敲击、钻孔、泄漏典型声波信号的监控。采用EMD法对典型信号进行分析,有利于提取到原始典型信号的本质特征并提高定位精度。第一,总结了当前流体管道泄漏检测的现状及所采用的主要手段,着重研究了声波检测方法在管道泄漏中的发展应用。基于管道的泄漏声波,分析了声波在管道中传播机理,建立了声波在管道中的波动运动方程,分析了泄漏声波在管道传播中的频率响应。第二,针对管道声波的滤波问题,在对不同滤波方法进行比较分析的基础上,提出了 EMD与软阈值相结合的滤波方法。该方法充分考虑了声波信号的非线性和非平稳特征,具有很好的滤波效果。此外,针对不同频段声波的能量特征,在互相关延时估计基础上结合Hilbert-Huang变换(HHT)提出了 HHT时延定位算法,通过实验表明该方法能够有效地提高信号信噪比从而提高管道泄漏定位的精度。第三,设计了基于EMD的管道泄漏声波监控系统。本文设计了基于STM32的声波数据采集系统,实现对管道声波数据的采集与传输;并且该系统以LabVIEW为基础,将所设计的算法进行移植实现数据滤波及定位功能,同时设计了上位机软件的数据接收、数据存储、泄漏信号分析等其他功能模块。第四,搭建模拟管道实验平台验证所设计系统的有效性。将该平台在敲击、钻孔、泄漏三种不同情况下产生的声波数据采用所设计的基于EMD的管道泄漏声波监控系统进行分析,结果表明该系统能够及时检测到管道异常情况并实现精确定位。