[发明专利]一种管道内检测器地面标记时刻的确定方法

权利要求书

1.一种管道内检测器地面标记时刻的确定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)通过声学地面标记系统采集内检测器与管壁摩擦产生的符合预设规律的摩擦声信号S(t)；

(2)通过带通滤波器对所述符合预设规律的摩擦声信号S(t)进行处理，获取滤除噪声后的信号S₁(t)；

(3)对所述滤除噪声后的信号S₁(t)进行全波整形处理，获取全波整形后的信号S₂(t)；

(4)对所述全波整形后的信号S₂(t)求导数，将一阶导数为零的点作为极值点，从所述全波整形后的信号S₂(t)中提取出多个极值点，再连接所有极值点，构成包络信号S₃(t)；

(5)通过查看管道建造记录获取地面标记器的传感器到管道中心的垂直距离h；

(6)根据地面标记器检测到内检测器经过的时间段内里程轮在单位时间内所记录的距离，确定出在信号S(t)时段内管道内检测器的运行速度v；

(7)建立地面标记器接收到内检测器摩擦声信号的幅值随时间变化的数学模型；

(8)把所述地面标记器的传感器到管道中心的垂直距离h、所述在信号S(t)时段内管道内检测器的运行速度v以及得到的所述包络信号S₃(t)代入所建立的所述数学模型中，通过最小二乘拟合，获取地面标记时刻t₀。

2.根据权利要求1所述的一种管道内检测器地面标记时刻的确定方法，其特征在于，所述预设规律具体为：

内检测器经过地面标记器的过程中摩擦声信号的幅度会呈现出由小变大，再由大变小的规律。

3.根据权利要求1所述的一种管道内检测器地面标记时刻的确定方法，其特征在于，所述对所述滤除噪声后的信号S₁(t)进行全波整形处理，获取全波整形后的信号S₂(t)具体为：

取所述滤除噪声后的信号S₁(t)绝对值，即所述全波整形后的信号S₂(t)＝|S₁(t)|。

4.根据权利要求1所述的一种管道内检测器地面标记时刻的确定方法，其特征在于，所述建立地面标记器接收到内检测器摩擦声信号的幅值随时间变化的数学模型具体为：

将地面标记器附近的土壤等效成均匀黏弹性各向同性介质，得到开尔芬介质中纵波的振幅函数：

u＝u₀×e^-αz    (1)

式(1)中u₀为声源振幅，α为空间衰减系数，z为波的传播方向；

把摩擦声信号的传播等效为球面传播模型，令球面半径r＝z，则开尔芬介质中球面波纵波的振幅函数：

u=u0r×e-αr---(2)]]>

地面标记的传感器与管道内检测器的位置关系式为：

r=h2+l2=h2+v2×(t-t0)2---(3)]]>

将式(3)代入式(2)，获取所述地面标记器接收到内检测器摩擦声信号的幅值随时间变化的数学模型：

u(t)=u0h2+v2×(t-t0)2×e-αh2+v2×(t-t0)2---(4)]]>

其中h为地面标记器的传感器到管道中心的垂直距离，v为在信号S(t)时段内管道内检测器的运行速度，t为内检测器在管道内运行的某一时刻，t₀是内检测器到达地面标记器正下方的时刻。