[发明专利]一种管道内检测器地面标记时刻的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及管道内检测技术领域，特别涉及一种管道内检测器地面标记时刻的确定方法。

背景技术

输送管道由于材料缺陷、外力损伤、施工缺陷以及腐蚀等因素导致管道产生缺陷。这些缺陷对管道的安全运行造成潜在的危险，不及时处理，一旦发生事故将会造成巨大的生命财产损失和环境污染。为确保输送管道的安全运行，必须要对输送管道进行缺陷检测。

管道内检测技术是把装有无损检测设备及数据采集、处理和存储系统的管道内检测器放置在管道中，在流体介质的推动下在管道内运行，检测管体的缺陷并对缺陷进行准确的位置定位。管道内检测器上安装有里程轮，通过记录里程轮滚过的角度就可以计算出内检测器运行的路程，定位出管道缺陷的位置。但是经过上百公里运行后定位误差会累积达数十米甚至上百米，无法满足工程需要。为了修正累积定位误差，在管道沿线每隔1-2km处放置一个地面标记器，地面标记器测得管道内检测器通过其正下方的时刻(以下简称地面标记时刻)，将该时刻内检测器记录的里程值修正到地面标记器的位置上。在进行数据处理时，以地面标记器为位置参考点，测量管道缺陷相对于地面标记器的距离。

现代管道正在向着大口径、深埋、厚壁的方向发展，传统电磁测深方式的地面标记系统已经无法满足需求。因此基于声学的地面标记系统开始受到重视。声学地面标记系统利用内检测器在管道内行进时与管壁摩擦或与管道焊接处碰撞发出的声音信号实现检测。声学地面标记系统的传感器在当内检测器接近时，检测摩擦声信号直至内检测器离开，经过后续的放大、滤波、存储和处理查找到内检测器通过地面标记器正下方的时刻。

地面标记时刻的查找方法依据的是管道内检测器通过地面标记器正下方时，声音传播距离最短，受到的衰减最小，采集到的声信号强度最强的原理，把声信号能量最强的时刻确定为地面标记时刻。地面标记时刻的查找过程是首先提取摩擦声信号的包络，然后以包络的峰值点所在的时刻作为地面标记时刻。

在包络提取中，现有的方法都是基于极值插值的原理，依赖于摩擦声信号的极值，而摩擦声信号是复杂多变的宽频带信号，基于极值插值原理的包络提取办法所得到的包络不光滑，很难精确地判断出峰值时刻，无法得到准确的地面标记时刻，进而不能对管道内检测器的里程轮误差进行准确的修正。

发明内容

为了能够得到准确的地面标记时刻，从而对管道内检测器的里程轮误差进行准确的修正，本发明提供了一种管道内检测器地面标记时刻的确定方法，所述方法包括以下步骤：

一种管道内检测器地面标记时刻的确定方法，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，获取到地面标记时刻t₀。

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。

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)|。