專利名稱：基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種腐蝕檢測方法。特別是涉及一種檢測結(jié)果準確，靈敏度高，檢測效 率高的基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著能源結(jié)構(gòu)的變革和對能源需求的不斷增加，原油和成品油的儲備受到 了世界各國的普遍關(guān)注，大型儲罐數(shù)量激增。儲罐大型化具有很多優(yōu)點，是石化行業(yè)中油品 儲存的重要設(shè)施，但大型儲罐容積大、分布集中，且多用來儲存易燃、易爆、有毒介質(zhì)，一旦 發(fā)生泄漏或爆炸事故，往往會造成災(zāi)難性的后果及嚴重的環(huán)境污染，給社會帶來巨大損失 和危害。由于其腐蝕破壞的嚴重性，儲罐內(nèi)的腐蝕檢測一直是世界各國的重點研究課題， 因為既使是一個蝕點形成的穿透性孔眼，也可能導(dǎo)致儲罐工作能力的喪失并引發(fā)不可預(yù)料 的危險事故。長期以來，我國主要采取按固定檢測周期定期開罐檢查的方法來評價儲罐的 強度和安全性。按照國務(wù)院頒布的《危險品化學(xué)安全管理條例》的要求，必須對化學(xué)危險品 儲罐進行定期檢驗，但目前具體年限和檢驗規(guī)則還沒有明確的要求；SY/T 592標準規(guī)定， 新建儲罐第一次檢測修理期限不大于10年，以后的檢驗周期為5 7年。傳統(tǒng)的罐檢測都 是定期開罐檢查，需要停工、倒罐、清罐后才能對儲罐內(nèi)板進行漏磁、渦流、超聲等常規(guī)無損 檢測方法的檢測，不僅檢測費用高，而且倒罐清出的罐內(nèi)殘油如果直接排放也會對環(huán)境造 成極大污染。而聲發(fā)射檢測是一種在線檢測方法，可以在不停產(chǎn)的情況下對儲罐罐內(nèi)進行評 估，以延長“好罐”的檢測周期，減少和避免因清罐造成的環(huán)境污染，使用戶獲得直接和潛在 的經(jīng)濟效益，同時也可以及時發(fā)現(xiàn)和維修“壞罐”，避免其引發(fā)事故所造成的損失。但是，這種大型儲罐罐外聲發(fā)射檢測有以下缺點1、罐內(nèi)聲發(fā)射信號通過在油品 中傳播，并經(jīng)過罐壁最終被傳感器接受，整個傳播過程中聲發(fā)射信號模態(tài)會發(fā)生變化，這對 聲發(fā)射定位評估產(chǎn)生不利影響；2、罐外環(huán)境比較復(fù)雜，噪聲干擾很嚴重；3、罐外聲發(fā)射檢 測技術(shù)無法直接評價罐內(nèi)可疑腐蝕區(qū)域的腐蝕情況；4、在管壁外圍布置傳感器時，需要對 罐壁的保護層、保溫層以及防腐層進行一定程度的破壞；5、有些與傳感器連接的導(dǎo)線長達 上百米，而聲發(fā)射信號是一種微弱信號，經(jīng)過長距離傳輸后容易衰減，使信噪比降低，并且 在傳輸過程中被干擾的可能性加大；6、由于導(dǎo)線很長，其體積和質(zhì)量都很大，在布置和回收 傳感器過程中給實施檢測的工作人員造成不便；7、儀器需要采用電纜供電，在大型油庫中， 必須嚴格按照規(guī)定進行電纜的架設(shè)方可使用，降低了檢測操作的效率，并需要投入一定的 人力和物力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種具有通用性強、使用方便、無線控制、檢 測準確的基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法，包括以下步驟1)將帶有聲發(fā)射傳感器的游弋傳感節(jié)點放入儲罐，讓其游弋于罐內(nèi)油品中；2)通過聲發(fā)射傳感器對罐內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)進行檢測，并把檢測到的聲發(fā)射信號轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號；3)對上述數(shù)字信號進行分析處理判斷是否為腐蝕信號，如果是，根據(jù)腐蝕信號確 定腐蝕區(qū)域的位置，不是，返回步驟2 ；4)游弋傳感節(jié)點主動游弋到腐蝕區(qū)域附近進行近距離檢測；5)根據(jù)檢測到的腐蝕聲發(fā)射信號的強弱以及數(shù)量的多少來判斷該腐蝕區(qū)域的腐 蝕程度并記錄；6)將腐蝕區(qū)域的位置及腐蝕程度信息傳輸?shù)焦尥獾慕邮昭b置。所述的步驟2的罐內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)包括罐內(nèi)板、罐壁以及加熱盤管裝置。所述的步驟3是通過游弋式傳感節(jié)點內(nèi)部中央處理器完成的，所述的中央處理器 利用通用的數(shù)字濾波和模式識別技術(shù)對數(shù)字信號進行處理識別，判斷是否為腐蝕信號并確 定腐蝕區(qū)域的位置。所述的步驟6是基于聲通信原理將腐蝕區(qū)域的信息傳輸?shù)焦尥獾慕邮昭b置。本發(fā)明的基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法，能夠在儲罐內(nèi)部進 行檢測，并可以主動游弋到罐內(nèi)腐蝕區(qū)域附近進行近距離檢測。由于采用罐內(nèi)檢測方式，不 需要布置導(dǎo)線，不但可以避免聲發(fā)射信號的衰減以及罐外噪聲干擾，并且為現(xiàn)場操作人員 帶來了極大的方便。由于本發(fā)明的方法可以主動游弋到罐內(nèi)腐蝕區(qū)域附近進行近距率檢 測，所采集到的聲發(fā)射信號絕大部分為腐蝕信號，提高了檢測結(jié)果的準確性和檢測效率，可 以有效防止儲罐泄漏事故發(fā)生。本發(fā)明適用于各種類型的大型儲罐罐內(nèi)檢測。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是游弋式傳感節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法的流程圖。其中1 游弋式無線傳感節(jié)點 2 水聲換能器基陣3:儲罐4:中心控制站5 聲發(fā)射傳感器6 信號調(diào)理器7:中央處理器8:水聲換能器9 游弋驅(qū)動器
具體實施例方式下面結(jié)合附圖的具體實施例對本發(fā)明的基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的大型儲罐罐 內(nèi)腐蝕檢測方法進行詳細說明。圖1、圖2是根據(jù)本發(fā)明的基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法設(shè) 計的一種檢測裝置。
如圖1所示，使用本發(fā)明的基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法進 行檢測的裝置，是用于內(nèi)部裝有油品的儲罐3，所述的儲罐3內(nèi)放置有若干個游弋式傳感節(jié) 點1。所述的儲罐3的罐壁上設(shè)置有水聲換能器基陣2，所述的水聲換能器基陣2與中心控 制站4連接。利用所述的水聲換能器基陣2完成罐內(nèi)與罐外之間的通信。如圖2所示，所述的游弋式無線傳感節(jié)點1包括有聲發(fā)射傳感器5、信號調(diào)理器6、中央處理器7、水聲換能器8和游弋驅(qū)動器9，其中，聲發(fā)射傳感器5通過信號調(diào)理器6與中 央處理器7相連，游弋驅(qū)動器9與中央處理器7連接，水聲換能器8與中央處理器7為雙向 連接，所述的水聲換能器8與水聲換能器基陣2相互通信。上述設(shè)備全部有傳輸電纜連接。所述的信號傳輸電纜采用同軸電纜，因此具有良 好的抗干擾性能。如圖3所示，本發(fā)明的基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法，包括 以下步驟1)將帶有聲發(fā)射傳感器的游弋傳感節(jié)點放入儲罐，讓其游弋于罐內(nèi)油品中；聲發(fā)射傳感器可以選用具有防水功能的壓電陶瓷傳感器。游弋傳感節(jié)點可以根據(jù) 油品的密度自由調(diào)整自身比重，從而保證其可以在罐內(nèi)油品中游弋。2)通過聲發(fā)射傳感器對罐內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)進行檢測，并把檢測到的聲發(fā)射信號轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號；罐內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)主要包括罐底板、罐壁以及加熱盤管等附件結(jié)構(gòu)。聲發(fā)射信號通過 油品介質(zhì)向四周傳播，并被聲發(fā)射傳感器檢測到。由于聲發(fā)射傳感器是在罐內(nèi)檢測罐內(nèi)腐 蝕，可以避免來自罐外的大量噪聲干擾，有效地提高了檢測的準確性。3)通過游弋式節(jié)傳感節(jié)點內(nèi)部的中央處理器利用通用的數(shù)字濾波和模式識別技 術(shù)對上述數(shù)字信號進行分析處理識別判斷是否為腐蝕信號，如果是，根據(jù)腐蝕信號確定腐 蝕區(qū)域的位置，不是，返回步驟2 ；分析處理過程包括將數(shù)字信號放大并進行數(shù)字濾波，并提取處理后信號的特征值 參數(shù)，根據(jù)其特征值參數(shù)判斷是否為腐蝕。游弋傳感節(jié)點內(nèi)中央處理器根據(jù)檢測到的腐蝕 信號利用時間差法來確定腐蝕區(qū)域的位置。4)游弋傳感節(jié)點主動游弋到腐蝕區(qū)域附近進行近距離檢測；在確定腐蝕區(qū)域具體位置后游弋傳感節(jié)點主動游弋到腐蝕區(qū)域附近，對該區(qū)域產(chǎn) 生的聲發(fā)射信號進行近距離檢測。近距離檢測的優(yōu)點在于可以最大程度的檢測到來自腐 蝕區(qū)域的聲信號，并且可以避免聲信號在遠距離傳播過程中的衰減以及來自罐內(nèi)的噪聲干 擾。5)根據(jù)檢測到的腐蝕聲發(fā)射信號的強弱以及數(shù)量的多少來判斷該腐蝕區(qū)域的腐 蝕程度并記錄；腐蝕程度主要是指腐蝕區(qū)域的大小及腐蝕階段。腐蝕信號的強弱是指其幅值的大 小。根據(jù)腐蝕信號的強弱和數(shù)量的多少可以判斷出腐蝕程度。6)基于聲通信原理將腐蝕區(qū)域的位置及腐蝕程度信息傳輸?shù)焦尥獾慕邮昭b置。在游弋傳感節(jié)點完成對罐內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)的檢測后，基于聲通信原理利用水聲換能器 將其記錄的腐蝕區(qū)域的位置及腐蝕程度信息傳輸?shù)焦尥饨邮昭b置，即中心控制站，并最終 顯示輸出給操作人員。
權(quán)利要求
一種基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法，其特征在于，包括以下步驟1)將帶有聲發(fā)射傳感器的游弋傳感節(jié)點放入儲罐，讓其游弋于罐內(nèi)油品中；2)通過聲發(fā)射傳感器對罐內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)進行檢測，并把檢測到的聲發(fā)射信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；3)對上述數(shù)字信號進行分析處理判斷是否為腐蝕信號，如果是，根據(jù)腐蝕信號確定腐蝕區(qū)域的位置，不是，返回步驟2；4)游弋傳感節(jié)點主動游弋到腐蝕區(qū)域附近進行近距離檢測；5)根據(jù)檢測到的腐蝕聲發(fā)射信號的強弱以及數(shù)量的多少來判斷該腐蝕區(qū)域的腐蝕程度并記錄；6)將腐蝕區(qū)域的位置及腐蝕程度信息傳輸?shù)焦尥獾慕邮昭b置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法，其特征 在于，所述的步驟2的罐內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)包括罐內(nèi)板、罐壁以及加熱盤管裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法，其特征 在于，所述的步驟3是通過游弋式傳感節(jié)點內(nèi)部中央處理器完成的，所述的中央處理器利 用通用的數(shù)字濾波和模式識別技術(shù)對數(shù)字信號進行處理識別，判斷是否為腐蝕信號并確定 腐蝕區(qū)域的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法，其特征 在于，所述的步驟6是基于聲通信原理將腐蝕區(qū)域的信息傳輸?shù)焦尥獾慕邮昭b置。
全文摘要
一種基于游弋式傳感節(jié)點技術(shù)的儲罐罐內(nèi)腐蝕檢測方法，有以下步驟將帶有聲發(fā)射傳感器的游弋傳感節(jié)點放入儲罐，讓其游弋于罐內(nèi)油品中；通過聲發(fā)射傳感器對罐內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)進行檢測，并把檢測到的聲發(fā)射信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；對上述數(shù)字信號進行分析處理判斷是否為腐蝕信號，如果是，根據(jù)腐蝕信號確定腐蝕區(qū)域的位置，不是，返回步驟2；游弋傳感節(jié)點主動游弋到腐蝕區(qū)域附近進行近距離檢測；根據(jù)檢測到的腐蝕聲發(fā)射信號的強弱以及數(shù)量的多少來判斷該腐蝕區(qū)域的腐蝕程度并記錄；將腐蝕區(qū)域的位置及腐蝕程度信息傳輸?shù)焦尥獾慕邮昭b置。本發(fā)明提高了檢測結(jié)果的準確性和檢測效率，可以有效防止儲罐泄漏事故發(fā)生。本發(fā)明適用于各種類型的大型儲罐罐內(nèi)檢測。
文檔編號G01N29/14GK101806711SQ20101003135
公開日2010年8月18日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者孫立瑛, 李一博, 李建, 杜剛, 陳世利 申請人:天津大學(xué)