專利名稱：一種油氣管道環(huán)焊縫識(shí)別定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道信號(hào)處理領(lǐng)域，特別涉及一種油氣管道環(huán)焊縫識(shí)別定位方法。
背景技術(shù)：
管道內(nèi)檢測(cè)器能夠在管道運(yùn)行的狀態(tài)下檢測(cè)出管道缺陷并對(duì)缺陷進(jìn)行定位，對(duì)保證管道安全運(yùn)行具有重要作用。由于管道內(nèi)檢測(cè)器測(cè)量的管道缺陷同管道(內(nèi)檢測(cè)器)位置一一對(duì)應(yīng)，必須準(zhǔn)確知道每一時(shí)刻管道內(nèi)檢測(cè)器的位置。目前管道內(nèi)檢測(cè)器常用的定位方法，如里程輪法和捷聯(lián)慣導(dǎo)方法等，都需要地面標(biāo)記裝置進(jìn)行輔助定位以消除累計(jì)誤差，使用不便。由于管道環(huán)焊縫處的表面形狀和內(nèi)部的晶相結(jié)構(gòu)的特殊性，其聲阻抗和電磁阻抗與管道其余處存在很大不同，理論上可以采用渦流、超聲等主動(dòng)式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備來(lái)識(shí)別和定位焊縫。但是，這兩種主動(dòng)式方法均需要激勵(lì)裝置，功耗比較大，通常需要與管壁特殊配合，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，使用起來(lái)十分不便。此外，對(duì)于氣體或成品油輸運(yùn)管道，還可考慮使用光學(xué)傳感器檢測(cè)焊縫，但價(jià)格比較昂貴，且對(duì)油品的透明度有很高的要求，很不實(shí)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種油氣管道環(huán)焊縫識(shí)別定位方法，本發(fā)明不需要激勵(lì)裝置，降低了功耗和定位成本，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，詳見下文描述:一種油氣管道環(huán)焊縫識(shí)別定位方法，所述方法包括以下步驟:I)將三分量磁傳感器固定在 管道內(nèi)檢測(cè)器里的任意位置，獲取管道中的磁場(chǎng)信號(hào)，并將所述磁場(chǎng)信號(hào)傳輸至上位機(jī)；2)所述上位機(jī)計(jì)算每個(gè)焊縫出現(xiàn)的位置序列，并獲取焊縫位置歸一化序列；3)計(jì)算每一點(diǎn)磁場(chǎng)總量序列并進(jìn)行M層連續(xù)小波變換，獲取每層小波分解系數(shù)，對(duì)所述每層小波分解系數(shù)取平方做和，得小波序列；4)計(jì)算兩個(gè)焊縫之間的磁場(chǎng)平均采樣點(diǎn)數(shù)E ；5)通過所述小波序列和所述磁場(chǎng)平均采樣點(diǎn)數(shù)E獲取擬合結(jié)果函數(shù)，并求取一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行峰值檢測(cè)，峰值出現(xiàn)的時(shí)刻即焊縫出現(xiàn)的時(shí)刻；6)將所有焊縫出現(xiàn)的時(shí)刻按先后順序排列獲取焊縫定位時(shí)刻序列，并作歸一化處理得到歸一化焊縫定位時(shí)刻序列；7)對(duì)所述歸一化焊縫定位時(shí)刻序列進(jìn)行補(bǔ)充遺漏焊縫時(shí)刻的處理；8)對(duì)所述歸一化焊縫位置序列進(jìn)行剔除多余錯(cuò)誤識(shí)別焊縫位置的處理。所述上位機(jī)計(jì)算每個(gè)焊縫出現(xiàn)的位置序列，并獲取焊縫位置歸一化序列的步驟具體為:I)從施工資料里讀取焊縫編號(hào)和每節(jié)管道長(zhǎng)度，得每節(jié)管道長(zhǎng)度序列Ili 11=1, 2，…，A}, A為管道個(gè)數(shù)；
2)計(jì)算每個(gè)焊縫出現(xiàn)的位置
權(quán)利要求
1.一種油氣管道環(huán)焊縫識(shí)別定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 1)將三分量磁傳感器固定在管道內(nèi)檢測(cè)器里的任意位置，獲取管道中的磁場(chǎng)信號(hào)，并將所述磁場(chǎng)信號(hào)傳輸至上位機(jī)； 2)所述上位機(jī)計(jì)算每個(gè)焊縫出現(xiàn)的位置序列，并獲取焊縫位置歸一化序列； 3)計(jì)算每一點(diǎn)磁場(chǎng)總量序列并進(jìn)行M層連續(xù)小波變換，獲取每層小波分解系數(shù)，對(duì)所述每層小波分解系數(shù)取平方做和，得小波序列； 4)計(jì)算兩個(gè)焊縫之間的磁場(chǎng)平均采樣點(diǎn)數(shù)E; 5)通過所述小波序列和所述磁場(chǎng)平均采樣點(diǎn)數(shù)E獲取擬合結(jié)果函數(shù)，并求取一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行峰值檢測(cè)，峰值出現(xiàn)的時(shí)刻即焊縫出現(xiàn)的時(shí)刻； 6)將所有焊縫出現(xiàn)的時(shí)刻按先后順序排列獲取焊縫定位時(shí)刻序列，并作歸一化處理得到歸一化焊縫定位時(shí)刻序列； 7)對(duì)所述歸一化焊縫定位時(shí)刻序列進(jìn)行補(bǔ)充遺漏焊縫時(shí)刻的處理； 8)對(duì)所述歸一化焊縫位置序列進(jìn)行剔除多余錯(cuò)誤識(shí)別焊縫位置的處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣管道環(huán)焊縫識(shí)別定位方法，其特征在于，所述上位機(jī)計(jì)算每個(gè)焊縫 出現(xiàn)的位置序列，并獲取焊縫位置歸一化序列的步驟具體為: O從施工資料里讀取焊縫編號(hào)和每節(jié)管道長(zhǎng)度，得每節(jié)管道長(zhǎng)度序列ΙΛ I i=l, 2，…，A}，A為管道個(gè)數(shù)； a 2)計(jì)算每個(gè)焊縫出現(xiàn)的位置.ΚυΣΑ#=1，2，，補(bǔ)充sQ=0至{sa}得焊縫位置序列{sb I b=0, I, 2，…，A}, A為管道個(gè)數(shù)； 3)將焊縫位置序列{sb}中的每一元素除以最后一個(gè)焊縫出現(xiàn)位置sA，得焊縫位置歸一化序列{s。I c=0, I, 2，…，A}。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣管道環(huán)焊縫識(shí)別定位方法，其特征在于，所述通過所述小波序列{Dj和所述磁場(chǎng)平均采樣點(diǎn)數(shù)E獲取擬合結(jié)果函數(shù)的步驟具體為: 按先后順序，每E個(gè)磁場(chǎng)平均采樣點(diǎn)數(shù)分割為一組，對(duì)小波序列{Dj中的第k個(gè)數(shù)組子集{Dj}k做二次多項(xiàng)式的最小二乘擬合,得擬合結(jié)果函數(shù){y=at2+bt+c, a古0}k, a, b, c為待定系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣管道環(huán)焊縫識(shí)別定位方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)規(guī)則具體為同時(shí)滿足以下三個(gè)函數(shù)式，即: {y=2at+b, a Φ.0} k=0 {y=2a, a 幸 0}k〈0 f J1 I I kE—1 ^ V - at2 +bt + c\t--->— y] D。 IJ ^ E j二kE_E
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣管道環(huán)焊縫識(shí)別定位方法，其特征在于，所述對(duì)所述歸一化焊縫定位時(shí)刻序列It,}進(jìn)行補(bǔ)充遺漏焊縫時(shí)刻的處理的步驟具體為: 預(yù)設(shè)參數(shù)we {S。}，在歸一化焊縫定位時(shí)刻序列{t,}中查找與參數(shù)W相鄰的歸一化尖Ij峰時(shí)刻tr和tr+1，即使得tr < W < tr+1 ;若卜-/Γ|<7.α或卜-lr+1|< —.a，則{g不變；否 ^SA則補(bǔ)充參數(shù)W到{tq}內(nèi)；其中，a為補(bǔ)充閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣管道環(huán)焊縫識(shí)別定位方法，其特征在于，所述對(duì)歸一化焊縫位置序列IsJ進(jìn)行剔除多余錯(cuò)誤識(shí)別焊縫位置的處理的步驟具體為: 預(yù)設(shè)參數(shù)he {t,}，在歸一化焊縫位置序列IsJ中查找與參數(shù)h相鄰的歸一化焊縫位置 和su+1，即使得su≤h≤su+1 ;若
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油氣管道環(huán)焊縫識(shí)別定位方法，上位機(jī)獲取焊縫位置歸一化序列和每層小波分解系數(shù)，對(duì)每層小波分解系數(shù)取平方做和，得小波序列；計(jì)算兩個(gè)焊縫之間的磁場(chǎng)平均采樣點(diǎn)數(shù)；通過小波序列和磁場(chǎng)平均采樣點(diǎn)數(shù)獲取擬合結(jié)果函數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行峰值檢測(cè)；將所有焊縫出現(xiàn)的時(shí)刻按先后順序排列獲取焊縫定位時(shí)刻序列，并作歸一化處理得到歸一化焊縫定位時(shí)刻序列；對(duì)歸一化焊縫定位時(shí)刻序列進(jìn)行補(bǔ)充遺漏焊縫時(shí)刻的處理；對(duì)歸一化焊縫位置序列進(jìn)行剔除多余錯(cuò)誤識(shí)別焊縫位置的處理。本方法不需要與管壁接觸，對(duì)內(nèi)檢測(cè)器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)特殊要求，與輸運(yùn)的油品種類無(wú)關(guān)，應(yīng)用方便靈活；通過對(duì)遺漏和錯(cuò)誤識(shí)別的焊縫進(jìn)行特殊處理，識(shí)別率可達(dá)100%。
文檔編號(hào)G01B7/00GK103245282SQ20131017560
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者陳世利, 趙吉波, 李健, 李一博, 黃新敬 申請(qǐng)人:天津大學(xué)