海底管道超声波检测装置的研究与设计

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海底管道已经成为输送石油、气体等能源的主要运输手段,为了保障在役管道的安全运行,应对其进行定期检测,以便及时发现问题,采取措施。超声波检测技术以其检测速度快、可靠、经济而且不需要剥离管道外包层等优点成为管道缺陷检测技术一颗新星。为了满足我国在此领域日益增长的需求,本文设计了一款应用于海底管道的超声波检测装置。   本课题完成的主要任务分为电气部分硬件系统的设计和上位机数据处理系统的设计两部分。其中硬件系统设计包括:   1.超声波检测技术介绍:对超声波检测原理进行了详细分析,结合实际检测的要求对超声波检测系统中的各参数进行确定,同时在探头的选型、硬件电路的设计和采集数据的处理方面做了深入的研究。   2.系统硬件电路的设计:根据所选择的超声波传感器的工作频率和激励电压的要求,设计制作传感器的激励电路。   3.数据采集电路的设计:结合小波技术在滤波系统中的优势,通过labview软件同时运用小波技术在NI硬件上实现滤波过程,得到了实验图像。   4.超声检测系统实验:对管道腐蚀状况进行了量化分析,建立了管道的腐蚀量化模型。   数据处理系统设计包括:   1.超声数据的噪声处理:在超声信号采集及传输过程之中,由于噪声及信号干扰和叠加等问题,使信号很难准确辨认。要复原信号的有用超声信号,必须去除信号中叠加的噪声或干扰成分,所以信号背景噪声的处理方式都将成为检测能否成功的关键因素,实际操作中也证明了这一点,所以在测试结果中应尽可能去除噪声信号,才能真正反映变化的信号特征。   2.超声数据分析软件的设计:用于分析、处理原始数据,计算缺陷处剩余壁厚,真实管道内部的真实状况。   在管道中经过大量实验,对使用本文所设计的超声波检测装置所得到的管道缺陷回波数据进行分析、处理,整合,可以完成队管道缺陷的识别和定位。
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