基于聲傳感器陣列的油氣管道內(nèi)檢測器地面標記跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、管道運輸已經(jīng)成為與公路、鐵路、航空和水運等并駕齊驅(qū)的五大運輸行業(yè)之一,在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)方面發(fā)揮著越來越大的作用。但隨著管齡增長以及施工缺陷、人工破壞和腐蝕等原因,管道泄漏事故頻頻發(fā)生,不僅造成重大的經(jīng)濟損失,還嚴重污染環(huán)境。管道在線內(nèi)檢測器(Smart Pig)是管道腐蝕檢測最廣泛的方法。地面標記系統(tǒng)是整個管道內(nèi)檢測系統(tǒng)的管外定位部分,是消除檢測器里程累積誤差、精確定位管壁缺陷的關(guān)鍵設(shè)備。它可以將管道缺陷定位誤差減少到幾米甚至一米以

2、內(nèi),為管道維修提供準確科學(xué)的數(shù)據(jù),避免了盲目開挖。內(nèi)檢測器跟蹤技術(shù)是內(nèi)檢測器在管道中出現(xiàn)意外被卡住之后,確定管道內(nèi)檢測器在管道內(nèi)位置的技術(shù)。
　　 由于管道金屬介質(zhì)的屏蔽作用,一般的電磁波技術(shù)在應(yīng)用于地面標記跟蹤時受到了很大的限制。而傳統(tǒng)的基于磁通量的地面標記技術(shù)穿透的距離有限,已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在管道越埋越深,管壁越來越厚所帶來的新的需求。
　　 本文提出了一種新的基于聲傳感器陣列的地面標記跟蹤技術(shù)。通過聲傳感器陣列測量內(nèi)

3、檢測器與管壁的摩擦和碰撞聲音來進行標記。提出了基于內(nèi)檢測器自發(fā)聲的跟蹤技術(shù),對被卡住的內(nèi)檢測器在管道中的位置進行定位。
　　 本文主要進行了以下幾方面的研究工作:
　　 1、提出了利用內(nèi)檢測器與管壁的摩擦聲和焊縫沖擊聲進行標記的方法。焊縫沖擊聲在土壤中傳播距離較遠,這樣地面標記器能夠標記埋地更深的管道。
　　 2、提出了在小波域內(nèi)進行獨立分量分析的聲音信號增強方法,在位置未知的情況下,能夠?qū)姯h(huán)境噪聲下內(nèi)檢測器發(fā)

4、出的聲音信號進行增強。
　　 3、提出了基于聲源方位角的內(nèi)檢測器信號判定方法。使用基于小波包熵的信號特征提取方法、基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的信號特征提取方法和AR模型參數(shù)法對采集到的聲音信號進行特征提取,使用基于支持向量機的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對信號進行模式識別。
　　 4、使用了基于信號到達時間差(TDOA)的定位方法對內(nèi)檢測器進行定位。提出了利用小波分解和EMD分解的方法來提高時延估計的精度。
　　 5、提出了基于內(nèi)檢測