專(zhuān)利名稱(chēng)：基于聲檢測(cè)的管道內(nèi)檢測(cè)器追蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于聲檢測(cè)的管道內(nèi)檢測(cè)器追蹤
方法。
背景技術(shù)：
管道內(nèi)檢測(cè)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(cè)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(cè)器上裝有檢測(cè)裝置和里程定位裝置，例如檢測(cè)管道內(nèi)幾何形變的裝置、檢測(cè) 管道腐蝕的漏磁檢測(cè)裝置和里程輪等等。 管道內(nèi)檢測(cè)器在管道運(yùn)行過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)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(cè)器會(huì)有卡死的現(xiàn)象。另外，在長(zhǎng)期運(yùn) 營(yíng)過(guò)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(cè)器在運(yùn) 行過(guò)程中與管道內(nèi)壁接觸，管道內(nèi)檢測(cè)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(duì)管道內(nèi)檢測(cè)器進(jìn)行追蹤，以判斷其是否順利通過(guò)特殊位置； 如發(fā)生卡死現(xiàn)象，也需要通過(guò)追蹤裝置判斷管道內(nèi)檢測(cè)器的卡死位置。 現(xiàn)有的一種解決方法是基于檢測(cè)脈沖電磁信號(hào)的追蹤系統(tǒng)。其在管道內(nèi)檢測(cè)器中 加入了信號(hào)發(fā)射機(jī)，并不斷發(fā)射電磁信號(hào)，在外部設(shè)有接收天線用于接收信號(hào)發(fā)射機(jī)經(jīng)過(guò) 監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)發(fā)出的信號(hào)。當(dāng)信號(hào)發(fā)射機(jī)處于一定監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，天線接收到發(fā)射機(jī)的信號(hào)，檢 測(cè)人員開(kāi)始監(jiān)測(cè)管道內(nèi)檢測(cè)器。 此方法的缺點(diǎn)在于第一，管道內(nèi)檢測(cè)器內(nèi)發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)為電磁信號(hào)。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(hào)的傳輸，接收到的信 號(hào)的靈敏度嚴(yán)重下降，一旦管道內(nèi)檢測(cè)器的運(yùn)行速度很快，可能會(huì)檢測(cè)不到發(fā)射的電磁信 號(hào)。第二，該裝置接收天線內(nèi)部為線圈結(jié)構(gòu)，檢測(cè)中會(huì)有電磁干擾。 另外一種方法是基于對(duì)地震波的檢測(cè)原理的追蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)用來(lái)檢測(cè)管道內(nèi)檢 測(cè)器在管道內(nèi)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的聲音信號(hào)的放大信號(hào)。該追蹤系統(tǒng)的特點(diǎn)是首先，檢測(cè)信號(hào)為 管道內(nèi)檢測(cè)器運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的信號(hào)，無(wú)外加信號(hào)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(cè)的信號(hào)可以通過(guò)放大存儲(chǔ)起來(lái)，同時(shí)也可以通過(guò)耳機(jī)直接讓檢測(cè)人員聽(tīng) 到管道內(nèi)檢測(cè)器經(jīng)過(guò)時(shí)聲音。 此方法的缺點(diǎn)在于第一，該方法的檢測(cè)信號(hào)為管道內(nèi)檢測(cè)器與管道的摩擦產(chǎn)生 的聲音信號(hào)，因此只能追蹤運(yùn)動(dòng)中的內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)，而無(wú)法追蹤卡死在管道中的內(nèi)檢測(cè)器；第 二，此方法為被動(dòng)聽(tīng)聲，由于被檢測(cè)的信號(hào)不具有明顯特征，而且周?chē)曇粜盘?hào)的干擾較 多，所以信號(hào)識(shí)別困難，檢測(cè)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(cè)的管道內(nèi)檢測(cè)器追蹤方法，其不僅可以主動(dòng) 對(duì)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)管道內(nèi)檢測(cè)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(cè)的管道內(nèi)檢測(cè)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(hào)特征，將發(fā)聲裝置裝載在管道內(nèi)檢測(cè)器上，將管道內(nèi) 檢測(cè)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(hào)； 2)通過(guò)傳感器對(duì)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，并在檢測(cè)到聲音信號(hào)時(shí)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信 號(hào)； 3)對(duì)上述電信號(hào)進(jìn)行處理并輸出； 4)判斷所輸出的信號(hào)是否為發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號(hào)，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(guò)儀器判斷所輸出的信號(hào)是否是發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號(hào)， 如果是，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)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(cè)器運(yùn)行過(guò)程中始終發(fā)聲、在管道內(nèi)檢測(cè)器運(yùn)行
過(guò)程中間歇發(fā)聲或只在管道內(nèi)檢測(cè)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(cè)器的追蹤方法是基于聲音信號(hào)檢測(cè)原理，能夠主動(dòng)對(duì)管道內(nèi) 檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。由于發(fā)聲裝置發(fā)出的特征聲音信號(hào)相對(duì)于電磁信號(hào)來(lái)說(shuō)對(duì)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(duì)管 道內(nèi)檢測(cè)器運(yùn)行速度的限制減小，所以提高了檢測(cè)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(hào)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(cè)。


圖1為本發(fā)明的管道內(nèi)檢測(cè)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(duì)本發(fā)明的基于聲檢測(cè)的管道內(nèi)檢測(cè)器追蹤方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
首先參見(jiàn)圖l，本發(fā)明的基于聲檢測(cè)的管道內(nèi)檢測(cè)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(hào)特征，將發(fā)聲裝置固定于管道內(nèi)檢測(cè)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(hào)。所述的聲音信號(hào)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(shuō)，在設(shè)置聲音信號(hào)特征后，將發(fā)聲裝置固定于管道內(nèi)檢測(cè)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(hào)，所述的一定方式可以是在管道內(nèi)檢測(cè)
器運(yùn)行過(guò)程中始終發(fā)聲、在管道內(nèi)檢測(cè)器運(yùn)行過(guò)程中間歇發(fā)聲或者只在管道內(nèi)檢測(cè)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(niǎo)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(lái)控制聲音信
號(hào)的特征信息。 優(yōu)選的是，聲音信號(hào)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(hào)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(hào)。優(yōu)選的是，在滿(mǎn)足檢測(cè)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(zhǎng)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(hào)相對(duì)于電磁信號(hào)來(lái)說(shuō)對(duì)管道、土壤有更強(qiáng)的穿透能 力，因此探測(cè)靈敏度高，適用于大口徑、厚壁、深埋的管道，對(duì)管道內(nèi)檢測(cè)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(guò)傳感器對(duì)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，并在檢測(cè)到聲音信號(hào)時(shí)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn) 換為電信號(hào)并輸出。檢測(cè)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(cè)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(cè)器在檢測(cè)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(hào)向四周傳播并被傳感器檢測(cè) 到。
步驟S103 :對(duì)傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理。放大和濾波處理后的信 號(hào)可以通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)(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(hào)是否為發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號(hào)，如果不是， 執(zhí)行步驟S102。
具體判定方法為通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)數(shù)字聲音信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，判斷是否
為特征聲音信號(hào)。優(yōu)選地，將信號(hào)的頻譜特性與特征聲音信號(hào)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(hào)為發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號(hào)，即判定管道內(nèi)檢測(cè)器在檢測(cè)范圍內(nèi)。
步驟S106 :在判斷接收到的是特征聲音信號(hào)時(shí)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警信號(hào)或同時(shí)進(jìn)行數(shù)
據(jù)顯示。 另外，在步驟S103中，對(duì)傳感器輸出的電信號(hào)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(hào)，人為判斷所輸出的信號(hào)是否是發(fā)聲裝置所產(chǎn)生的特征聲音信號(hào)。
權(quán)利要求
一種基于聲檢測(cè)的管道內(nèi)檢測(cè)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(hào)特征，將發(fā)聲裝置裝載在管道內(nèi)檢測(cè)器上，將管道內(nèi)檢測(cè)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(hào)；2)通過(guò)傳感器對(duì)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，并在檢測(cè)到聲音信號(hào)時(shí)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；3)對(duì)上述電信號(hào)進(jìn)行處理并輸出；4)判斷所輸出的信號(hào)是否為發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號(hào)，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(cè)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(cè)器追蹤方法，其特征在于通過(guò)儀器判斷所輸出 的信號(hào)是否是發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號(hào)，如果是，發(fā)出報(bào)警信號(hào)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(cè)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(cè)器運(yùn)行過(guò)程中始終發(fā)聲、在管道內(nèi)檢測(cè)器運(yùn)行過(guò)程中間歇發(fā)聲或 只在管道內(nèi)檢測(cè)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(cè)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(kāi)了一種基于聲檢測(cè)的管道內(nèi)檢測(cè)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(hào)特征，將發(fā)聲裝置裝載在管道內(nèi)檢測(cè)器上，將管道內(nèi)檢測(cè)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(hào)；2)通過(guò)傳感器對(duì)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，并在檢測(cè)到聲音信號(hào)時(shí)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；3)對(duì)上述電信號(hào)進(jìn)行處理并輸出；4)判斷所輸出的信號(hào)是否為發(fā)聲裝置產(chǎn)生的特征聲音信號(hào)，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(duì)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)管道內(nèi)檢測(cè)器進(jìn)行跟蹤，而且靈敏度和準(zhǔn)確性較高。
文檔編號(hào)F17D5/06GK101737632SQ20091022898
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)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(qǐng)人:天津大學(xué)