管道漏磁检测数据分析专家系统的研究

摘要

在所有的管道在线检测技术中，以漏磁检测历史最长、应用范围最广。由管道漏磁检测器检测到的漏磁信号需要由专门的数据分析软件进行处理才能获取管道的腐蚀情况，以作为对被检管道进行开挖、维护等工作的依据。漏磁信号分析的速度、处理结果的正确性和准确性严重地影响着管道漏磁检测的进度和质量。本课题针对漏磁数据的图形显示的多样化、数据分析的智能化和数据处理的加速展开了研究，并实际开发出了漏磁检测数据分析专家系统。 本文首先简单介绍了管道内检测技术的方法、意义，基于漏磁通法的漏磁管道检测器的构成部分及其功能、工作过程和漏磁数据分析的意义及软件系统功能。针对海量的漏磁数据，研究了漏磁主数据文件的数据排列格式。利用文件系统处理速度快和多线程的的优势，设定三个缓冲区读取数据，解决了数据读取、显示速度慢问题。依据管道异常点的漏磁数据幅值变化和曲线、灰度、颜色变化的对应关系，对漏磁数据不同种类图形显示的处理方法进行了研究。分析了非正常漏磁数据产生的原因，提出了漏磁数据修复的解决方案。根据漏磁信号能反映管道特征的特点，研究了管道的各类焊缝和腐蚀缺陷的识别方法；结合地面标记文件，研究了腐蚀缺陷的定位方法。分析了牵拉试验得到的缺陷量化经验公式，对公式作一定的变形，计算出缺陷的长、宽、深。利用国际上标准的破坏评估方程和预知的有关管道性质的参数、缺陷量化的结果，依据缺陷失效评估图中横纵坐标的关系，得到了缺陷失效评估图。 本文最后概述了利用软件开发工具实际编制的漏磁检测数据分析专家系统和用户化报告系统。分析系统采用的数据结构和数据库设计，从性能和运行需求上满足了数据分析的要求。用户化报告系统使用图形和表格相结合的方法，以输出更为直观的检测报告。

目录

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第一章绪论

1.1管道运输的发展状况及管道检测的意义

1.2管道漏磁检测技术

1.2.1管道内检测技术

1.2.2管道漏磁检测系统构成

1.2.3管道漏磁检测器的构成及其工作过程

1.2.4管道漏磁检测数据分析系统

1.3本文研究的意义和主要内容

第二章漏磁数据的图形显示和修复

2.1漏磁数据格式和数据读取处理方式

2.1.1主数据文件中的漏磁数据格式

2.1.2漏磁数据读取处理方式

2.2曲线显示

2.3灰度显示

2.3.1灰度图形的初步形成

2.3.2数值插值

2.3.3图像平滑/滤波

2.3.4图像锐化

2.3.5实验结果

2.4伪彩色显示

2.4.1灰度转变成伪彩色的处理方法

2.4.2实验结果

2.5漏磁数据修复

2.6本章小结

第三章漏磁检测数据的分析处理

3.1管道附件的识别

3.1.1管道环焊缝识别

3.1.2管道直焊缝识别

3.1.3管道螺旋焊缝识别

3.1.4管道其他附件的识别

3.2缺陷识别和定位

3.2.1管道缺陷与漏磁信号的关系

3.2.2缺陷的识别

3.2.3缺陷的定位和图形标识

3.3腐蚀缺陷的量化

3.3.1缺陷长度的量化

3.3.2缺陷宽度的量化

3.3.3缺陷深度的量化

3.4腐蚀缺陷的失效评估

3.4.1缺陷失效评估方程

3.4.2管道的失效压力评估图

3.5本章小结

第四章漏磁腐蚀检测数据分析专家系统

4.1开发环境

4.2系统结构设计

4.2.1数据库设计

4.2.2系统主流程的设计

4.2.3数据分析处理的主流程

4.3系统的主要功能模块

4.4.系统开发小结

第五章总结和展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢