一種基于雙天線地面標記器的過球檢測方法技術

本發明專利技術公開了一種基于雙天線地面標記器的過球檢測方法，所述檢測方法包括以下步驟：通過對雙天線采集到電磁信號X1、X2進行作差，消除干擾得到信號圖Y1；通過對信號圖Y1進行中值濾波得到Y2，對Y2進行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線；通過對擬合曲線進行峰值檢測，確定波峰和波谷的位置；根據波峰和波谷的位置，對是否有內檢測器通過進行判斷，進而得出結論。本方法利用雙天線克服了單天線誤報率高的缺點，大大提高了準確率，為降低內檢測器里程累積誤差、精確定位管壁缺陷提供了保障，極大地提高了工作效率。

Ball passing detection method based on double antenna ground marker

The invention discloses a ball detection method of double antenna ground marker based on the detection method comprises the following steps: the difference based on dual antenna electromagnetic signal acquisition, X1 X2, to eliminate the interference signal obtained by Y2 Y1; the median filtering of the signal in figure Y1, Y2 for three times spline interpolation, noise elimination, fitting curve; through the peak detection of fitting curve, determine the position of peaks and troughs; according to the positions of the peaks and troughs, on whether there is within the detector through judgment, then draws the conclusion. This method uses the double antenna overcomes the shortcomings of high false alarm rate of single antenna, which greatly improves the accuracy, in order to reduce the detector within the mileage accumulated error, accurate positioning of the tube wall defects to provide a guarantee, which greatly improves the work efficiency.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及管道檢測領域，尤其涉及一種基于雙天線地面標記器的過球檢測方法。
技術介紹
管道運輸是現代工業和國民經濟的命脈，統計資料表明，目前世界上總管網的50％已經使用了30年甚至更長的時間，由于腐蝕、磨損、意外損傷等原因導致的管道泄漏事故頻發，管道所輸送的介質多存在危險性和污染性，一旦發生事故，就會造成嚴重的環境污染，甚至造成生命財產的巨大損失。球形內檢測器在行進過程中檢測到管壁缺陷時必須同時記錄下缺陷位置對應的里程值，以便維修時根據缺陷位置的里程值挖開管道找到缺陷。球形內檢測器本身帶有慣性導航模塊，理想情況下根據慣性導航模塊的數據就可以計算出里程值；但在運行過程中存在的一些球形內檢測器的擺動、滑動等一些意外因素都會影響里程定位的精確度。這些誤差若一直累積下去，將導致最終對長距離輸油管道缺陷的定位誤差越來越大，這樣的結果將失去實際意義，因為維修過程中即使數米的定位誤差也會造成巨大的開挖工作量。因此，對于長距離管道的缺損檢測，必須對球形內檢測器行進過程進行標記并校準里程計數值以消除累積誤差，從而對缺陷進行精確定位。在球形內檢測器檢測管道缺陷時，地面標記系統需要獲取的信息包括球形內檢測器通過AGM(地面標記器)正下方的準確時刻以及AGM的精確地理位置，前者是消除球形內檢測器階段性累積誤差、重新計算里程的唯一依據，后者則是繪制管道全線綜合信息圖的重要參考。專利技術人在實現本專利技術的過程中，發現現有技術中至少存下以下缺點和不足：現有的地面標記器只有一個天線，在進行檢測時，周圍環境中的電磁干擾嚴重，往往會造成誤報，影響實驗的進行和數據的計算。
技術實現思路
本專利技術提供了一種基于雙天線地面標記器的過球檢測方法，本專利技術為降低內檢測器里程累積誤差、精確定位管壁缺陷提供了保障，詳見下文描述：一種基于雙天線地面標記器的過球檢測方法，所述檢測方法包括以下步驟：通過對雙天線采集到電磁信號X1、X2進行作差，消除干擾得到信號圖Y1；通過對信號圖Y1進行中值濾波得到Y2，對Y2進行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線；通過對擬合曲線進行峰值檢測，確定波峰和波谷的位置；根據波峰和波谷的位置，對是否有內檢測器通過進行判斷，進而得出結論。所述通過對雙天線采集到電磁信號X1、X2進行作差，消除干擾得到信號圖Y1的步驟具體為：將兩個天線固定在管道外相隔10m的位置，獲取內檢測器通過天線下方時的電磁信號，并將電磁信號經過電路的濾波、放大、模數轉換后傳輸至地面標記器的處理芯片；經過研究發現，除內檢測器以外，外界的電磁干擾可以認為是同時到達兩個天線的，所以通過對雙天線10s內采集到電磁信號X1、X2進行作差，消除干擾得到信號圖Y1。所述根據波峰和波谷的位置，對是否有內檢測器通過進行判斷，進而得出結論的步驟具體為：1)尋找擬合曲線Y的最大值點xmax；2)尋找擬合曲線Y的最小值點xmin；3)求α，如果α＜5％，則認為有內檢測器，否則則認為沒有內檢測器通過；v為內檢測器的速度。本專利技術提供的技術方案的有益效果是：本方法利用雙天線克服了單天線誤報率高的缺點，大大提高了準確率，為降低內檢測器里程累積誤差、精確定位管壁缺陷提供了保障，極大地提高了工作效率。附圖說明圖1為一種基于雙天線地面標記器的過球檢測方法的流程圖；圖2為雙天線采集到電磁信號X1、X2進行作差，消除干擾得到信號圖Y1；圖3為信號圖Y1進行中值濾波得到Y2；圖4為對Y2進行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線Y3。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本專利技術實施方式作進一步地詳細描述。實施例1一種基于雙天線地面標記器的過球檢測方法，參見圖1，該方法包括以下步驟：101：通過對雙天線采集到電磁信號X1、X2進行作差，消除干擾得到信號圖Y1；102：通過對信號圖Y1進行中值濾波得到Y2，對Y2進行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線Y3；103：通過對擬合曲線Y3進行峰值檢測，確定波峰和波谷的位置；104：根據波峰和波谷的位置，對是否有內檢測器通過進行判斷，進而得出結論。綜上所述，本專利技術實施例通過上述步驟101-步驟104利用雙天線克服了單天線誤報率高的缺點，大大提高了準確率，為降低內檢測器里程累積誤差、精確定位管壁缺陷提供了保障，極大地提高了工作效率。實施例2下面結合圖2-圖4對實施例1中的方案進行進一步地介紹，詳見下文描述：201：通過對雙天線采集到電磁信號X1、X2進行作差，消除干擾得到信號圖Y1；參見圖1，該步驟的詳細操作為：將兩個天線固定在管道外相隔10m的位置，獲取內檢測器通過天線下方時的電磁信號，并將電磁信號經過電路的濾波、放大、模數轉換后傳輸至地面標記器的處理芯片，進行數據處理。202：對信號圖Y1進行中值濾波得到Y2；該步驟的詳細操作為：以Y1任意一點xi為例，以xi選取一個長度為21的窗口[xi-10,xi+10]，對21個數進行排序，找到中間值并賦給xi，遍歷所有點得到Y2，參見圖2。203：對Y2進行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線Y3，參見圖3；其中，對Y2進行三次樣條插值得到擬合曲線Y3的步驟具體為：假設有n+1個數據節點：(x0,y0)，(x1,y1)，(x2,y2)，……，(xn,yn)，設每個分段區間[xi,xi+1](i＝0,1,K,n-1)上，曲線方程為gi(x)＝ai+bi(x-xi)+ci(x-xi)2+di(x-xi)3。1)計算步長hi＝xi+1-xi，(i＝0,1,K,n-1)2)將數據節點和指定的端點條件帶入矩陣方程：端點條件(對兩端點x0和xn的微分進行限制的條件)：非節點邊界設二次微分值mi＝gi”(xi)＝2ci；h1(m1-m0)＝h0(m2-m1)，對x0的微分限制條件。hn-1(mn-1-mn-2)＝hn-2(mn-mn-1)，對xn的微分限制條件。其中，mi為第i項的二次微分值，步長hi＝xi+1-xi。矩陣方程：3)解矩陣方程，求得二次微分值mi。該矩陣為三對角矩陣。4)計算樣條曲線的系數：ai＝yi其中，i＝0,1,K,n-1；ai為常數項；bi為一次項系數；ci為二次項系數；di為三次項系數；yi為第i個數據的值；yi+1為第i+1個數據的值；mi+1為gi+1(xi+1)的二次微分值。5)在每個子區間xi≤x≤xi+1中，創建方程gi(x)＝ai+bi(x-xi)+ci(x-xi)2+di(x-xi)3其中，gi(x)為要求的區間[xi,xi+1]上的曲線方程。204：對擬合曲線Y3進行峰值檢測；該步驟具體為：將賦給Ymax，對與Ymax進行比較，如果則把賦給Ymax，遍歷Y上的所有點得到峰值Ymax。將賦給Ymin，對與Ymin進行比較，如果則把賦給Ymin，遍歷Y上的所有點得到峰值Ymin。205：根據峰峰值之間的時間差判斷是否有內檢測器通過。該步驟具體為：1)尋找擬合曲線Y3的最大值Ymax對應的點xmax；2)尋找擬合曲線Y3的最小值Ymin對應的點xmin；3)求α，如果α＜5％，則認為有內檢測器，否則則認為沒有內檢測器通過，其中，v為內檢測器的速度。綜上所述，本專利技術實施例通過上述步驟201-步驟205利用雙天線克服了單天線誤報率高的缺點，大大提高了準確率，為降低內檢測器里程累積誤本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于雙天線地面標記器的過球檢測方法，其特征在于，所述檢測方法包括以下步驟：通過對雙天線采集到電磁信號X1、X2進行作差，消除干擾得到信號圖Y1；通過對信號圖Y1進行中值濾波得到Y2，對Y2進行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線；通過對擬合曲線進行峰值檢測，確定波峰和波谷的位置；根據波峰和波谷的位置，對是否有內檢測器通過進行判斷，進而得出結論。

【技術特征摘要】
1.一種基于雙天線地面標記器的過球檢測方法，其特征在于，所述檢測方法包括以下步驟：通過對雙天線采集到電磁信號X1、X2進行作差，消除干擾得到信號圖Y1；通過對信號圖Y1進行中值濾波得到Y2，對Y2進行三次樣條插值，消除噪聲，得到擬合曲線；通過對擬合曲線進行峰值檢測，確定波峰和波谷的位置；根據波峰和波谷的位置，對是否有內檢測器通過進行判斷，進而得出結論。2.根據權利要求1所述的一種海底管道掩埋狀況檢測方法，其特征在于，所述通過對雙天線采集到電磁信號X1、X2進行作差，消除干擾得到信號圖Y1的步驟具體為：將兩個天線固定在管道外相隔10m的位置，獲取內檢測器通過...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳秀麗，李健，熊道英，徐天舒，劉勝，蘇智超，
申請(專利權)人：中國石化銷售有限公司華南分公司，天津大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44