[發(fā)明專利]一種具有GPS定位功能的非接觸式管道缺陷檢測裝置及檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310481887.6
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103499829A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李隆球;賀瑾瑜;張廣玉;王楊楊;劉偉民;宋文平
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01N27/82;F17D5/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管道缺陷檢測裝置及檢測方法，具體涉及一種具有GPS定位功能的非接觸式管道缺陷檢測裝置及檢測方法。

背景技術(shù)

鐵磁性金屬在腐蝕、拉伸、壓縮、扭曲和周期性載荷等的作用下都會產(chǎn)生金屬磁記憶效應(yīng)。金屬在應(yīng)力集中或腐蝕位置會產(chǎn)生滑移錯位區(qū)域并伴有自有漏磁場。存在微弱的地球磁場時，在受檢物體應(yīng)力集中區(qū)域的表面將形成漏磁場梯度，使用專門的磁側(cè)儀表就能獲得該梯度的大小，并通過它確定是否發(fā)生缺陷。根據(jù)磁記憶產(chǎn)生的機(jī)理，鐵磁性部件的缺陷位置會產(chǎn)生較大的自有漏磁場，磁場強(qiáng)度會發(fā)生突變。使用金屬磁記憶非接觸性磁測診斷法檢測埋地管道，能找出并局部定位管道的應(yīng)力變形區(qū)域在地下、水下或其他介質(zhì)作用下產(chǎn)生的不同性質(zhì)的損傷。

愛德森公司首先推出了EMS-1000掌上金屬磁記憶檢測儀，可用于管道、葉片、軸承、齒輪等的檢測，此設(shè)備的測距較小，基本是接觸性的檢測。隨后又在EMS-1000的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，相繼推出了EMS-2000、EMS-2003等EMS系列的磁記憶檢測設(shè)備及配套的數(shù)據(jù)處理軟件，目前可實(shí)現(xiàn)最大測距達(dá)150mm的檢測。

現(xiàn)有檢測設(shè)備只能進(jìn)行接觸性或測距不高的檢測，特別是對地下管道的檢測方面還不能進(jìn)行有效方便的檢測，且沒有定位功能，只能進(jìn)行臨時性的檢測，不能對管道位置信息進(jìn)行確定與保存，不能為管道信息的管理提供依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有檢測設(shè)備只能進(jìn)行接觸性或測距不高的檢測，且沒有定位功能的問題，進(jìn)而提出一種具有GPS定位功能的非接觸式管道缺陷檢測裝置及檢測方法。

本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明包括掃描機(jī)構(gòu)、GPS定位系統(tǒng)、主機(jī)和兩根數(shù)據(jù)線，掃描機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸接口通過一根數(shù)據(jù)線與主機(jī)的通訊接口連接，GPS定位系統(tǒng)的通訊接口通過一根數(shù)據(jù)線與主機(jī)的通訊接口連接，GPS定位系統(tǒng)由信號無源接收天線和數(shù)據(jù)處理芯片組成，信號無源接收天線與數(shù)據(jù)處理芯片連接，數(shù)據(jù)處理芯片與通訊接口連接。

本發(fā)明所述檢測方法的具體步驟如下：

步驟一、檢測人員手持主機(jī)，將掃描機(jī)構(gòu)放在離被檢測金屬管道較近的位置；

步驟二、打開主機(jī)開關(guān)，調(diào)至檢測模式，掃描機(jī)構(gòu)將數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī)，主機(jī)通過低噪聲、差動輸入的放大電路實(shí)現(xiàn)磁微弱信號的放大，完成信號的采集并將信號按照設(shè)定的格式進(jìn)行存儲；

步驟三、將主機(jī)連接到安裝有相應(yīng)上位機(jī)軟件的計(jì)算機(jī)上，將存儲的檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上；

步驟四、使用信號處理上位機(jī)軟件處理檢測數(shù)據(jù)，采用離散小波變換的db小波軟閾值函數(shù)和固定形式閾值對采集信號進(jìn)行降噪處理；

步驟五、提取小波降噪的梯度特征、細(xì)節(jié)分量特征及梯度信號的尺度空間能量特征，實(shí)現(xiàn)管道缺陷的判斷及缺陷位置的定位；

步驟六、使用路線標(biāo)定上位機(jī)軟件處理檢測數(shù)據(jù)，調(diào)用Google?Earth軟件，在地圖上標(biāo)定檢測路線與缺陷位置。

本發(fā)明的有益效果是：經(jīng)對地下掩埋石油管道實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本檢測系統(tǒng)抗干擾性好，能夠有效屏蔽地磁場以及主機(jī)內(nèi)電路的磁場干擾，檢測精度高，缺陷評價(jià)精度在80%以上；測距大，能夠?qū)Φ叵?.5米以內(nèi)的管道進(jìn)行檢測；能夠?qū)z測路線及管線進(jìn)行成功標(biāo)定。最終保存的管道信息圖片特別適合于管道信息管理。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用GPS定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)檢測路線的標(biāo)定，并能夠形成圖片信息進(jìn)行保存，本發(fā)明采用小波技術(shù)對檢測信號進(jìn)行降噪及特征信息采集處理，完成管道缺陷的判斷及缺陷位置的定位。

附圖說明

圖1是本檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是水平芯片和豎直芯片位置關(guān)系示意圖，圖3是模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電路圖，圖4是按鍵模塊電路圖，圖5是EEPROM串行可擦寫存儲模塊電路圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種具有GPS定位功能的非接觸式管道缺陷檢測裝置包括掃描機(jī)構(gòu)1、GPS定位系統(tǒng)2、主機(jī)3和兩根數(shù)據(jù)線4，掃描機(jī)構(gòu)1的數(shù)據(jù)傳輸接口通過一根數(shù)據(jù)線4與主機(jī)3的通訊接口連接，GPS定位系統(tǒng)2的通訊接口通過一根數(shù)據(jù)線4與主機(jī)3的通訊接口連接，GPS定位系統(tǒng)2由信號無源接收天線和數(shù)據(jù)處理芯片組成，信號無源接收天線與數(shù)據(jù)處理芯片連接，數(shù)據(jù)處理芯片與通訊接口連接。將檢測設(shè)備存儲的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)導(dǎo)入Google?Earth，調(diào)用Google?Earth，再其三維地圖上繪制檢測路徑。