[發(fā)明專利]一種管道環(huán)焊縫識別定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310289829.3
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103363880A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳世利;印和;李健;李一博;黃新敬
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 溫國林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管道信號處理領(lǐng)域，特別涉及一種管道環(huán)焊縫識別定位方法。

背景技術(shù)

管道內(nèi)檢測器能夠在管道運(yùn)行的狀態(tài)下檢測出管道缺陷并對缺陷進(jìn)行定位，對保證管道安全運(yùn)行具有重要作用。由于管道內(nèi)檢測器測量的管道缺陷同管道（內(nèi)檢測器）位置一一對應(yīng)，必須準(zhǔn)確知道每一時(shí)刻管道內(nèi)檢測器的位置。目前管道內(nèi)檢測器常用的定位方法，如里程輪法和捷聯(lián)慣導(dǎo)方法等，都需要地面標(biāo)記裝置進(jìn)行輔助定位以消除累計(jì)誤差，使用不便。

由于管道環(huán)焊縫處的表面形狀和內(nèi)部晶相結(jié)構(gòu)的特殊性，聲阻抗和電磁阻抗與管道其余位置存在很大不同，理論上可以采用渦流、超聲等主動式無損檢測設(shè)備來識別和定位焊縫。但是，這兩種主動式方法均需要激勵(lì)裝置，功耗比較大，通常需要與管壁特殊配合，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，使用起來十分不便。此外，對于氣體或成品油輸運(yùn)管道，還可考慮使用光學(xué)傳感器檢測焊縫，但價(jià)格比較昂貴，且對油品的透明度有很高的要求，很不實(shí)用。

單純依靠管道內(nèi)磁場去識別焊縫，識別率有限，需要采用新的方法降低錯(cuò)誤識別和遺漏識別的概率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種管道環(huán)焊縫識別定位方法，本發(fā)明不需要激勵(lì)裝置，降低了功耗和定位成本，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，詳見下文描述：

一種管道環(huán)焊縫識別定位方法，所述方法包括以下步驟：

將三分量磁傳感器、三分量加速度計(jì)、聲音傳感器固定在管道內(nèi)檢測器里的任意位置，獲取管道中的內(nèi)磁場信號、加速度信號和聲音信號，并將3種信號傳輸至上位機(jī)；

所述上位機(jī)計(jì)算每個(gè)焊縫出現(xiàn)的位置序列{s_b}，并獲取焊縫位置歸一化序列{s_c}；

獲取磁場小波序列{DB_j}、加速度小波序列{DA_j}和聲音小波序列{DV_j}；

對所述加速度小波序列{DA_j}和所述聲音小波序列{DV_j}進(jìn)行降采樣，并計(jì)算總小波序列{D_k}；

計(jì)算兩個(gè)焊縫之間的平均采樣點(diǎn)數(shù)E以及低通濾波器的截止頻率；

將總小波序列{D_k}通過截止頻率為f_bs的β階低通濾波器濾波，得到平滑的小波序列，將峰值出現(xiàn)的時(shí)刻作為焊縫出現(xiàn)的時(shí)刻；

將所有焊縫出現(xiàn)的時(shí)刻按先后順序排列獲取焊縫定位時(shí)刻序列，并作歸一化處理得到歸一化焊縫定位時(shí)刻序列。

所述上位機(jī)計(jì)算每個(gè)焊縫出現(xiàn)的位置序列{s_b}，并獲取焊縫位置歸一化序列{s_c}的步驟具體為：

1）從施工資料里讀取焊縫編號和每節(jié)管道長度，得每節(jié)管道長度序列；

2）計(jì)算每個(gè)焊縫出現(xiàn)的位置{s_a}，補(bǔ)充s₀=0至{s_a}得焊縫位置序列{s_b|b=0,1,2,…,A}，A為管道個(gè)數(shù)；

3）將焊縫位置序列{s_b}中的每一元素除以最后一個(gè)焊縫出現(xiàn)位置s_A，得焊縫位置歸一化序列{s_c|c=0,1,2,…,A}。

所述獲取磁場小波序列{DB_j}的步驟具體為：

計(jì)算每一點(diǎn)磁場總量序列其中B_jx，B_jy，B_jz為磁傳感器測量的每一點(diǎn)的磁場三分量；

對磁場總量序列{B_j}進(jìn)行M層連續(xù)小波變換，得每層磁場小波分解系數(shù){CB_ij}；

其中為第i層第j個(gè)位置的磁場B的小波，為所用的母小波，τ為小波的自變量；

對不同層的磁場小波分解系數(shù){CB_ij}做如下運(yùn)算，得磁場小波序列{DB_j}：