專利名稱：基于聲檢測的管道內(nèi)檢測器追蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于聲檢測的管道內(nèi)檢測器追蹤
方法。
背景技術(shù)：
管道內(nèi)檢測技術(shù)是用于判斷管道腐蝕失效風(fēng)險(xiǎn)并使之量化的一種管道完整性管 理工具。其基本原理是將管道內(nèi)檢測器放入到管道中，在管道內(nèi)傳輸介質(zhì)的推動(dòng)下在管道 中運(yùn)行，內(nèi)檢測器上裝有檢測裝置和里程定位裝置，例如檢測管道內(nèi)幾何形變的裝置、檢測 管道腐蝕的漏磁檢測裝置和里程輪等等。 管道內(nèi)檢測器在管道運(yùn)行過程中會(huì)經(jīng)過一些特殊位置，如管道轉(zhuǎn)角較小處、爬坡 處、三通處和關(guān)鍵連接處等等，在這些位置管道內(nèi)檢測器會(huì)有卡死的現(xiàn)象。另外，在長期運(yùn) 營過程中管道內(nèi)部會(huì)沉積雜物，尤其是輸送油體的管道內(nèi)部雜質(zhì)較多。管道內(nèi)檢測器在運(yùn) 行過程中與管道內(nèi)壁接觸，管道內(nèi)檢測器上會(huì)不斷累積雜質(zhì)，在管內(nèi)沉積雜質(zhì)較多處可能 會(huì)發(fā)生卡死現(xiàn)象。因此，需要對管道內(nèi)檢測器進(jìn)行追蹤，以判斷其是否順利通過特殊位置； 如發(fā)生卡死現(xiàn)象，也需要通過追蹤裝置判斷管道內(nèi)檢測器的卡死位置。 現(xiàn)有的一種解決方法是基于檢測脈沖電磁信號的追蹤系統(tǒng)。其在管道內(nèi)檢測器中 加入了信號發(fā)射機(jī)，并不斷發(fā)射電磁信號，在外部設(shè)有接收天線用于接收信號發(fā)射機(jī)經(jīng)過 監(jiān)測點(diǎn)時(shí)發(fā)出的信號。當(dāng)信號發(fā)射機(jī)處于一定監(jiān)測范圍內(nèi)時(shí)，天線接收到發(fā)射機(jī)的信號，檢 測人員開始監(jiān)測管道內(nèi)檢測器。 此方法的缺點(diǎn)在于第一，管道內(nèi)檢測器內(nèi)發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號為電磁信號。但是隨 著管道直徑的增大，管道壁厚和埋藏深度都增加，這些會(huì)削弱電磁信號的傳輸，接收到的信 號的靈敏度嚴(yán)重下降，一旦管道內(nèi)檢測器的運(yùn)行速度很快，可能會(huì)檢測不到發(fā)射的電磁信 號。第二，該裝置接收天線內(nèi)部為線圈結(jié)構(gòu)，檢測中會(huì)有電磁干擾。 另外一種方法是基于對地震波的檢測原理的追蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)用來檢測管道內(nèi)檢 測器在管道內(nèi)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的聲音信號的放大信號。該追蹤系統(tǒng)的特點(diǎn)是首先，檢測信號為 管道內(nèi)檢測器運(yùn)行過程中產(chǎn)生的信號，無外加信號發(fā)聲系統(tǒng)；其次，采用了靈敏度較高的地 震波傳感器。檢測的信號可以通過放大存儲(chǔ)起來，同時(shí)也可以通過耳機(jī)直接讓檢測人員聽 到管道內(nèi)檢測器經(jīng)過時(shí)聲音。 此方法的缺點(diǎn)在于第一，該方法的檢測信號為管道內(nèi)檢測器與管道的摩擦產(chǎn)生 的聲音信號，因此只能追蹤運(yùn)動(dòng)中的內(nèi)檢測系統(tǒng)，而無法追蹤卡死在管道中的內(nèi)檢測器；第 二，此方法為被動(dòng)聽聲，由于被檢測的信號不具有明顯特征，而且周圍聲音信號的干擾較 多，所以信號識別困難，檢測準(zhǔn)確性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于聲檢測的管道內(nèi)檢測器追蹤方法，其不僅可以主動(dòng) 對靜態(tài)或動(dòng)態(tài)管道內(nèi)檢測器進(jìn)行跟蹤，而且靈敏度和準(zhǔn)確性較高。為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 —種基于產(chǎn)檢測的管道內(nèi)檢測器追蹤方法，包括以下步驟 1)設(shè)置發(fā)聲裝置的聲音信號特征，將發(fā)聲裝置裝載在管道內(nèi)檢測器上，將管道內(nèi) 檢測器放入管道中，發(fā)聲裝置按一定方式發(fā)出特征聲音信號； 2)通過傳感器對檢測點(diǎn)進(jìn)行檢測，并在檢測到聲音信號時(shí)將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信 號； 3)對上述電信號進(jìn)行處理并輸出； 4)判斷所輸出的信號是否為發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號，如果不是，執(zhí)行步驟 2)。 在上述的步驟3)中所述的輸出為顯示輸出，在步驟4)中所述的判斷為人為判斷。
本發(fā)明還可以通過儀器判斷所輸出的信號是否是發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號， 如果是，則發(fā)出報(bào)警信號或同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。
上述的一定方式為在管道內(nèi)檢測器運(yùn)行過程中始終發(fā)聲、在管道內(nèi)檢測器運(yùn)行
過程中間歇發(fā)聲或只在管道內(nèi)檢測器發(fā)生卡死時(shí)發(fā)聲。 上述的發(fā)聲裝置為電子發(fā)聲裝置或機(jī)械發(fā)聲裝置。 本發(fā)明的管道內(nèi)檢測器的追蹤方法是基于聲音信號檢測原理，能夠主動(dòng)對管道內(nèi) 檢測器進(jìn)行檢測。由于發(fā)聲裝置發(fā)出的特征聲音信號相對于電磁信號來說對管道、土壤穿 透能力強(qiáng)，而且抗干擾能力強(qiáng)，所以更加適合于大口徑、厚壁、深埋的管道；由于本方法對管 道內(nèi)檢測器運(yùn)行速度的限制減小，所以提高了檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。此外，本發(fā)明的發(fā)聲 裝置的特征聲音信號頻率可調(diào)，能夠適應(yīng)不同土壤結(jié)構(gòu)下的高精度檢測。


圖1為本發(fā)明的管道內(nèi)檢測器追蹤方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的基于聲檢測的管道內(nèi)檢測器追蹤方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
首先參見圖l，本發(fā)明的基于聲檢測的管道內(nèi)檢測器追蹤方法包括以下步驟 步驟S101 :設(shè)置發(fā)聲裝置的聲音信號特征，將發(fā)聲裝置固定于管道內(nèi)檢測器上并
放入管道中，發(fā)聲裝置按一定方式發(fā)出特征聲音信號。所述的聲音信號特征可以是特征頻
率、鳴響時(shí)間_鳴響間隔比(鳴響時(shí)間和相鄰兩次鳴響的時(shí)間間隔之比)、二者的結(jié)合或其
它適合的特征。詳細(xì)地說，在設(shè)置聲音信號特征后，將發(fā)聲裝置固定于管道內(nèi)檢測器上并放
入管道中，發(fā)聲裝置按一定方式發(fā)出特征聲音信號，所述的一定方式可以是在管道內(nèi)檢測
器運(yùn)行過程中始終發(fā)聲、在管道內(nèi)檢測器運(yùn)行過程中間歇發(fā)聲或者只在管道內(nèi)檢測器發(fā)生
卡死時(shí)才發(fā)聲。本發(fā)明中的發(fā)聲裝置可以是電子發(fā)聲裝置，也可以是機(jī)械發(fā)聲裝置，如機(jī)械
式鳥鳴裝置、機(jī)械八音盒、電動(dòng)敲擊錘或電動(dòng)鈴，發(fā)聲裝置上裝有控制器，用來控制聲音信
號的特征信息。 優(yōu)選的是，聲音信號為雙特征方式，即兼具聲音頻率特征和時(shí)間特征。即發(fā)聲裝 置按一定方式發(fā)出的聲音信號是具有特征頻率和特定鳴響時(shí)間-鳴響間隔時(shí)間比的聲音 信號。優(yōu)選的是，在滿足檢測要求的前提下，鳴響時(shí)間_鳴響間隔比的值應(yīng)盡可能小，以減
4少發(fā)聲裝置的功率消耗，延長發(fā)聲裝置的使用時(shí)間。 發(fā)聲裝置發(fā)出的特征聲音信號相對于電磁信號來說對管道、土壤有更強(qiáng)的穿透能 力，因此探測靈敏度高，適用于大口徑、厚壁、深埋的管道，對管道內(nèi)檢測器的運(yùn)行速度限制 減小，有利于提高追蹤準(zhǔn)確度。 步驟S102 :通過傳感器對檢測點(diǎn)進(jìn)行檢測，并在檢測到聲音信號時(shí)將聲音信號轉(zhuǎn) 換為電信號并輸出。檢測點(diǎn)可以設(shè)置在管道轉(zhuǎn)角較小處、爬坡處、三通處和關(guān)鍵連接處等易 發(fā)生卡死的位置處。所述的傳感器可以是地震波傳感器、電容式傳感器、動(dòng)圈式傳感器、壓 電陶瓷傳感器或其它合適的傳感器，優(yōu)選的是壓電陶瓷傳感器。當(dāng)選用壓電陶瓷傳感器時(shí)， 需要將壓電陶瓷傳感器放于待檢測點(diǎn)的地面，保持傳感器與地面的良好接觸。當(dāng)管道內(nèi)檢 測器在檢測點(diǎn)附近時(shí)，其攜帶的發(fā)聲裝置發(fā)出的特征聲音信號向四周傳播并被傳感器檢測 到。
步驟S103 :對傳感器輸出的電信號進(jìn)行放大和濾波處理。放大和濾波處理后的信 號可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(步驟S104)后再輸出，也可以直接輸出。
步驟S105 :判斷所輸出的信號是否為發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號，如果不是， 執(zhí)行步驟S102。
具體判定方法為通過數(shù)字信號處理器對數(shù)字聲音信號進(jìn)行頻譜分析，判斷是否
為特征聲音信號。優(yōu)選地，將信號的頻譜特性與特征聲音信號的頻率特征進(jìn)行比較；同時(shí)，
判斷鳴響時(shí)間與鳴響間隔的比率是否為發(fā)聲裝置所設(shè)定的值。若兩者均一致，則判斷該數(shù)
字聲音信號為發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號，即判定管道內(nèi)檢測器在檢測范圍內(nèi)。
步驟S106 :在判斷接收到的是特征聲音信號時(shí)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警信號或同時(shí)進(jìn)行數(shù)
據(jù)顯示。 另外，在步驟S103中，對傳感器輸出的電信號進(jìn)行放大和濾波處理后，也可以直 接顯示處理后的電信號，人為判斷所輸出的信號是否是發(fā)聲裝置所產(chǎn)生的特征聲音信號。
權(quán)利要求
一種基于聲檢測的管道內(nèi)檢測器追蹤方法，包括以下步驟1)設(shè)置發(fā)聲裝置的聲音信號特征，將發(fā)聲裝置裝載在管道內(nèi)檢測器上，將管道內(nèi)檢測器放入管道中，發(fā)聲裝置按一定方式發(fā)出特征聲音信號；2)通過傳感器對檢測點(diǎn)進(jìn)行檢測，并在檢測到聲音信號時(shí)將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號；3)對上述電信號進(jìn)行處理并輸出；4)判斷所輸出的信號是否為發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號，如果不是，執(zhí)行步驟2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道內(nèi)檢測器追蹤方法，其特征在于步驟3)中所述的輸出 為顯示輸出，步驟4)中所述的判斷為人為判斷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道內(nèi)檢測器追蹤方法，其特征在于通過儀器判斷所輸出 的信號是否是發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號，如果是，發(fā)出報(bào)警信號或同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。
4 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的管道內(nèi)檢測器追蹤方法，其特征在于，所述的一 定方式為在管道內(nèi)檢測器運(yùn)行過程中始終發(fā)聲、在管道內(nèi)檢測器運(yùn)行過程中間歇發(fā)聲或 只在管道內(nèi)檢測器發(fā)生卡死時(shí)發(fā)聲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的管道內(nèi)檢測器追蹤方法，其特征在于所述的 發(fā)聲裝置為電子發(fā)聲裝置或機(jī)械發(fā)聲裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于聲檢測的管道內(nèi)檢測器追蹤方法，包括以下步驟1)設(shè)置發(fā)聲裝置的聲音信號特征，將發(fā)聲裝置裝載在管道內(nèi)檢測器上，將管道內(nèi)檢測器放入管道中，發(fā)聲裝置按一定方式發(fā)出特征聲音信號；2)通過傳感器對檢測點(diǎn)進(jìn)行檢測，并在檢測到聲音信號時(shí)將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號；3)對上述電信號進(jìn)行處理并輸出；4)判斷所輸出的信號是否為發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號，如果不是，執(zhí)行步驟2)。本發(fā)明的方法不僅可以主動(dòng)對靜態(tài)或動(dòng)態(tài)管道內(nèi)檢測器進(jìn)行跟蹤，而且靈敏度和準(zhǔn)確性較高。
文檔編號F17D5/06GK101737632SQ20091022898
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者吳曉, 張鵬, 李一博, 李建, 陳世利 申請人:天津大學(xué)