多频涡流管道检测数据处理与成像软件设计

摘要

输油管道及其外层套管在石油勘探和开采工程中承担着重要的角色，但由于作业环境、服役年限等因素却极易出现腐蚀、裂纹甚至穿孔等损伤现象，直接造成经济损失和环境生态问题。因此，管道缺陷的检测研究对于在役管道防护和经济止损具有重要意义，本文所述对象是基于多频涡流检测原理研制，能实现缺陷定量检测的管道检测仪。
　　“多频涡流管道检测数据处理与成像软件设计”课题作为管道缺陷检测仪器整套设备研发中重要的组成部分，以远场及近场涡流检测的原理为依据，旨在对硬件电路采集数据的后期处理以及处理后数据的成像显示，方便检测人员直观地观察检测结果，分析管道损伤情况。
　　本文介绍了课题对象的研究意义及课题的国内外研究现状，解释了多频涡流管道检测的基本理论依据，主要包括：远场涡流检测原理、近场涡流检测原理，介绍了管道检测仪器各部分具体结构及组成；然后借助于有限元仿真软件(ANSYS）对仪器及管道进行了仿真建模，验证了远、近场涡流检测原理，并且还创建了近场理论仿真数据库为从近场电路所采集相位到被测管道内径、磁导率等物理参数反演做好铺垫准备，同时，对仪器检测时的移动带来的速度效应进行了理论及仿真分析；其次，结合仿真库利用LS?SVR算法对近场物理参数进行反演，而在远场部分，基于经过如：去噪、插值、去除伪峰等预处理后的数据，实现管道缺陷评估，包括对单支管道以及不同壁厚的拼接式管道损伤的定量评估，并给出和分析了实测缺陷管道相应的处理结果；最后，针对处理后的数据，设计和开发出基于MFC的成像软件，并利用OpenGL图形接口对缺陷管道进行了三维重构成像，实现了被测管道物理参数及缺陷损伤情况的直观呈现。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 多频涡流检测及其数据处理的国内外研究现状

1.3 主要研究内容及论文结构

第二章 多频涡流管道检测仪基本原理

2.1 多频涡流管道检测基本原理

2.2 多频涡流管道检测仪结构设计

2.3 本章小结

第三章 多频涡流管道检测建模仿真

3.1 ANSYS有限元分析软件简介

3.2 近场仿真模型及理论库的创建

3.3 远场仿真模型分析

3.4 多频涡流管道检测测速的仿真分析

3.5 本章小结

第四章 多频涡流管道检测数据处理

4.1 近场数据处理

4.2 远场数据处理

4.3 基于去伪峰的管道缺陷评估方法

4.4 远场数据处理方法的实验数据验证

4.5 本章小结

第五章 多频涡流管道检测仪成像软件设计

5.1 成像软件需求分析

5.2 成像软件界面总体设计与实现

5.3 文件操作功能实现

5.4 二维动态图像绘制功能实现

5.5 三维图像的重建

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

附录

攻硕期间取得的研究成果