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

1、管道運(yùn)輸已經(jīng)成為與公路、鐵路、航空和水運(yùn)等并駕齊驅(qū)的五大運(yùn)輸行業(yè)之一,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)方面發(fā)揮著越來越大的作用。但隨著管齡增長(zhǎng)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(jì)損失,還嚴(yán)重污染環(huán)境。管道在線內(nèi)檢測(cè)器(Smart Pig)是管道腐蝕檢測(cè)最廣泛的方法。地面標(biāo)記系統(tǒng)是整個(gè)管道內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)的管外定位部分,是消除檢測(cè)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(zhǔn)確科學(xué)的數(shù)據(jù),避免了盲目開挖。內(nèi)檢測(cè)器跟蹤技術(shù)是內(nèi)檢測(cè)器在管道中出現(xiàn)意外被卡住之后,確定管道內(nèi)檢測(cè)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(biāo)記跟蹤時(shí)受到了很大的限制。而傳統(tǒng)的基于磁通量的地面標(biāo)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(biāo)記跟蹤技術(shù)。通過聲傳感器陣列測(cè)量?jī)?nèi)

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

4、出的聲音信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)。
　　 3、提出了基于聲源方位角的內(nèi)檢測(cè)器信號(hào)判定方法。使用基于小波包熵的信號(hào)特征提取方法、基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的信號(hào)特征提取方法和AR模型參數(shù)法對(duì)采集到的聲音信號(hào)進(jìn)行特征提取,使用基于支持向量機(jī)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行模式識(shí)別。
　　 4、使用了基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間差(TDOA)的定位方法對(duì)內(nèi)檢測(cè)器進(jìn)行定位。提出了利用小波分解和EMD分解的方法來提高時(shí)延估計(jì)的精度。
　　 5、提出了基于內(nèi)檢測(cè)