[發明專利]基于快速正交搜索算法的管道連接器檢測方法

有效

• 申請號: 201710331931.3
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107120532B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 管練武;高延濱;孫云龍;曾建輝;何昆鵬;李抒桐;張帆;劉猛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供的是一種基于快速正交搜索算法的管道連接器檢測方法。采用管道內檢測裝置中用于管道檢測定位的慣性傳感器測量數據；并運用快速正交搜索算法來分析管道內的慣性傳感器測量數據，通過對慣性傳感器測量數據的奇異性分析來提取出管道連接器對應的時間段；結合管道檢測定位系統計算出來的管道位置和時間關系，進行時間同步運算得到管道連接器在管道不同位置的分布情況；管道連接器檢測結果為管道段連接器處等易腐蝕、易破裂部位的維修提供便利，為慣性輔助管道檢測定位系統在直管道段提供連續的方位角和俯仰角誤差修正，便于提高管道檢測定位系統的定位和定向精度。既不會增加任何成本，也不會對原有的管道檢測裝置硬件系統有任何改動。

技術領域

本發明涉及的是一種管道連接器檢測方法，特別是當管道測量裝置在管道內運動時采用快速正交搜索算法來檢測管道連接器的方法。

背景技術

管道是實現油、氣或水等資源運輸的最有效、便利和安全的方式。隨著大量先前鋪設的管道已達到或超過服役期，由管道泄漏帶來的環境污染及經濟損失是非常嚴重的，甚至管道爆炸造成的安全威脅更是難以估量。管道測量裝置是在管道內實現管道缺陷檢測及缺陷定位最有效的工具，已成為各類管道周期性檢測的首選。此外，泥石流、山體滑坡等自然因素也會造成管道變型，采用管道測量裝置可實現對被檢測管道坐標的有效測量，分析管道的位移或變型對管道潛在危險預測能提供很好的幫助，預防各類管道泄漏或爆炸等危險發生。

由慣性傳感器構成的慣性輔助管道定位系統是實現管道缺陷定位及管道變型檢測的核心組成部分。但是，慣性輔助管道定位系統的定位誤差和方位角誤差是隨著被檢測管道距離的增加而逐漸累積發散的。通常情況下，管道測量裝置四周安裝的里程儀及其在管道內運動的非完整性約束能為慣性輔助管道定位系統提供連續速度修正。同時，沿被檢測管道每隔一定距離且位置已知的地表標記可為慣性輔助管道定位系統提供離散位置修正。但是，小體積低精度微機械慣性傳感器構成的慣性輔助定位系統的方位角(定向)誤差發散大，除了速度和位置誤差修正外，還需要進行方位角誤差修正。傳統的方位角檢測傳感器在小徑管道內受管道內徑及管內環境等影響誤差大，慣性輔助管道定位系統很難為管道開挖及維修提供足夠的精度。因此，為慣性輔助小徑管道檢測定位系統提供一種新的方位角誤差修正方法勢在必行。

鋪設的管道是由直管道段通過管道連接器(包括彎管道、環形焊縫和法蘭等)連接而成的。管道連接處大都采用焊接或螺絲進行連接，在長期的地下環境中易于腐蝕甚至破裂。此外，管道測量裝置在直管道內具有方位角和俯仰角不變的特性，可用于修正管道定位系統的方位角發散誤差，提高管道檢測定位系統的精度。但是，此方法實現的前提就是實現對管道連接器的正確檢測，并確定其具體坐標位置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種不需增加硬件成本，不會對現有的管道檢測及評估系統產生影響的基于快速正交搜索算法的管道連接器檢測方法。

本發明的目的是這樣實現的：

采用安裝在管道測量裝置中心的捷聯慣性測量單元在管道內的測量數據，以離線處理的方式提取出管道連接器部分在管道內對應的位置；以快速正交搜索算法對慣性傳感器測量數據進行時域到頻域的變換，得出采集信號的時頻特性曲線，通過變換后的頻域特性曲線幅值來判斷整個被檢測管道中的直管道段和管道連接器所對應的時間段；結合慣性輔助管道定位系統輸出的管道位置和時間的關系，將管道連接器檢測的時間與管道位置計算中的時間進行時間同步運算，得出管道位置與管道連接器之間的對應關系；最終將被檢測管道中的管道連接器和直管道段的位置在地理坐標系統中分別表示出來。

所述以離線處理的方式提取出管道連接器部分在管道內對應的位置具體包括：當管道測量裝置完成整個被檢測管道的檢測并回到管道接收器后，從管道測量裝置的數據存儲單元中下載并保存管道檢測數據和管道定位傳感器數據。