基于超声技术的海底管道检测系统的研究

摘要

本研究是在国家863计划资助项目“油气输送管线检测装置标验及率定关键技术研究”(项目编号：2006AA092324)的背景下，开发研制基于超声技术的海底管道检测系统。管道运输已经成为输送石油、天然气等能源的主要运输手段，近年来我国海底管道由于腐蚀、形变等原因造成的管道泄漏事故时有发生，为了保障在役管道的安全运行，应对其进行定期检测，以便及时发现问题，采取措施。超声波检测技术以其检测速度快、可靠、经济，已经成为无损检测领域现在使用较为广泛的检测方法，基于此目的，本文研制基于超声技术的海底管道检测系统，并对回波信号进行处理，最后设计一套友好的人机交互式界面，对管道缺陷进行在线显示。
　　 本文首先介绍了检测系统的工作原理，通过研究国内外检测系统的发展现状，并且结合国家863资助项目的要求指标，给出了本系统欲达到的一些性能参数和指标，继而设计出整个检测系统的总体设计思想和结构框架。下一章中详细介绍了硬件设计的核心部分。首先，超声探头的筛选是非常重要的一环，整个系统的信号发射和接收都依赖探头进行。继而在满足精度要求的情况下一一介绍了超声激励电路、发射电路、接收电路、回波放大电路以及高速A/D数据采集部分。采集到海底管道的信号，完成了本课题的基础工作。本文选用小波理论对采集的信号进行去噪、尖峰提取等一系列的处理流程，在设计的人机交互式界面上真实直观的显示出来，完成海底管道缺陷的在线检测系统。本课题在实验室设计出一套完整的检测系统，模拟实际的管道环境，运用本课题设计的检测系统和超声回波信号处理方法，实时显示检测情况，实现了缺陷在线检测和分析功能，达到本论文预期设定的性能参数和指标。本课题的研究具有现实意义，不仅对在役长海岸线的管道检测奠定了基础，而且对超声回波信号处理有一定的参考应用价值。