专利名称：基于声检测的管道内检测器追踪方法
技术领域：
本发明涉及管道检测技术领域，特别是涉及一种基于声检测的管道内检测器追踪
方法。
背景技术：
管道内检测技术是用于判断管道腐蚀失效风险并使之量化的一种管道完整性管 理工具。其基本原理是将管道内检测器放入到管道中，在管道内传输介质的推动下在管道 中运行，内检测器上装有检测装置和里程定位装置，例如检测管道内几何形变的装置、检测 管道腐蚀的漏磁检测装置和里程轮等等。 管道内检测器在管道运行过程中会经过一些特殊位置，如管道转角较小处、爬坡 处、三通处和关键连接处等等，在这些位置管道内检测器会有卡死的现象。另外，在长期运 营过程中管道内部会沉积杂物，尤其是输送油体的管道内部杂质较多。管道内检测器在运 行过程中与管道内壁接触，管道内检测器上会不断累积杂质，在管内沉积杂质较多处可能 会发生卡死现象。因此，需要对管道内检测器进行追踪，以判断其是否顺利通过特殊位置； 如发生卡死现象，也需要通过追踪装置判断管道内检测器的卡死位置。 现有的一种解决方法是基于检测脉冲电磁信号的追踪系统。其在管道内检测器中 加入了信号发射机，并不断发射电磁信号，在外部设有接收天线用于接收信号发射机经过 监测点时发出的信号。当信号发射机处于一定监测范围内时，天线接收到发射机的信号，检 测人员开始监测管道内检测器。 此方法的缺点在于第一，管道内检测器内发射机发射的信号为电磁信号。但是随 着管道直径的增大，管道壁厚和埋藏深度都增加，这些会削弱电磁信号的传输，接收到的信 号的灵敏度严重下降，一旦管道内检测器的运行速度很快，可能会检测不到发射的电磁信 号。第二，该装置接收天线内部为线圈结构，检测中会有电磁干扰。 另外一种方法是基于对地震波的检测原理的追踪系统。该系统用来检测管道内检 测器在管道内移动时产生的声音信号的放大信号。该追踪系统的特点是首先，检测信号为 管道内检测器运行过程中产生的信号，无外加信号发声系统；其次，采用了灵敏度较高的地 震波传感器。检测的信号可以通过放大存储起来，同时也可以通过耳机直接让检测人员听 到管道内检测器经过时声音。 此方法的缺点在于第一，该方法的检测信号为管道内检测器与管道的摩擦产生 的声音信号，因此只能追踪运动中的内检测系统，而无法追踪卡死在管道中的内检测器；第 二，此方法为被动听声，由于被检测的信号不具有明显特征，而且周围声音信号的干扰较 多，所以信号识别困难，检测准确性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于声检测的管道内检测器追踪方法，其不仅可以主动 对静态或动态管道内检测器进行跟踪，而且灵敏度和准确性较高。为此，本发明的技术方案如下 —种基于产检测的管道内检测器追踪方法，包括以下步骤 1)设置发声装置的声音信号特征，将发声装置装载在管道内检测器上，将管道内 检测器放入管道中，发声装置按一定方式发出特征声音信号； 2)通过传感器对检测点进行检测，并在检测到声音信号时将声音信号转换为电信 号； 3)对上述电信号进行处理并输出； 4)判断所输出的信号是否为发声装置产生的特征声音信号，如果不是，执行步骤 2)。 在上述的步骤3)中所述的输出为显示输出，在步骤4)中所述的判断为人为判断。
本发明还可以通过仪器判断所输出的信号是否是发声装置产生的特征声音信号， 如果是，则发出报警信号或同时进行数据显示。
上述的一定方式为在管道内检测器运行过程中始终发声、在管道内检测器运行
过程中间歇发声或只在管道内检测器发生卡死时发声。 上述的发声装置为电子发声装置或机械发声装置。 本发明的管道内检测器的追踪方法是基于声音信号检测原理，能够主动对管道内 检测器进行检测。由于发声装置发出的特征声音信号相对于电磁信号来说对管道、土壤穿 透能力强，而且抗干扰能力强，所以更加适合于大口径、厚壁、深埋的管道；由于本方法对管 道内检测器运行速度的限制减小，所以提高了检测的灵敏度和准确性。此外，本发明的发声 装置的特征声音信号频率可调，能够适应不同土壤结构下的高精度检测。
图1为本发明的管道内检测器追踪方法的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的基于声检测的管道内检测器追踪方法进行详细说明。
首先参见图l，本发明的基于声检测的管道内检测器追踪方法包括以下步骤 步骤S101 :设置发声装置的声音信号特征，将发声装置固定于管道内检测器上并
放入管道中，发声装置按一定方式发出特征声音信号。所述的声音信号特征可以是特征频
率、鸣响时间_鸣响间隔比(鸣响时间和相邻两次鸣响的时间间隔之比)、二者的结合或其
它适合的特征。详细地说，在设置声音信号特征后，将发声装置固定于管道内检测器上并放
入管道中，发声装置按一定方式发出特征声音信号，所述的一定方式可以是在管道内检测
器运行过程中始终发声、在管道内检测器运行过程中间歇发声或者只在管道内检测器发生
卡死时才发声。本发明中的发声装置可以是电子发声装置，也可以是机械发声装置，如机械
式鸟鸣装置、机械八音盒、电动敲击锤或电动铃，发声装置上装有控制器，用来控制声音信
号的特征信息。 优选的是，声音信号为双特征方式，即兼具声音频率特征和时间特征。即发声装 置按一定方式发出的声音信号是具有特征频率和特定鸣响时间-鸣响间隔时间比的声音 信号。优选的是，在满足检测要求的前提下，鸣响时间_鸣响间隔比的值应尽可能小，以减
4少发声装置的功率消耗，延长发声装置的使用时间。 发声装置发出的特征声音信号相对于电磁信号来说对管道、土壤有更强的穿透能 力，因此探测灵敏度高，适用于大口径、厚壁、深埋的管道，对管道内检测器的运行速度限制 减小，有利于提高追踪准确度。 步骤S102 :通过传感器对检测点进行检测，并在检测到声音信号时将声音信号转 换为电信号并输出。检测点可以设置在管道转角较小处、爬坡处、三通处和关键连接处等易 发生卡死的位置处。所述的传感器可以是地震波传感器、电容式传感器、动圈式传感器、压 电陶瓷传感器或其它合适的传感器，优选的是压电陶瓷传感器。当选用压电陶瓷传感器时， 需要将压电陶瓷传感器放于待检测点的地面，保持传感器与地面的良好接触。当管道内检 测器在检测点附近时，其携带的发声装置发出的特征声音信号向四周传播并被传感器检测 到。
步骤S103 :对传感器输出的电信号进行放大和滤波处理。放大和滤波处理后的信 号可以通过数模转换电路转换为数字信号(步骤S104)后再输出，也可以直接输出。
步骤S105 :判断所输出的信号是否为发声装置产生的特征声音信号，如果不是， 执行步骤S102。
具体判定方法为通过数字信号处理器对数字声音信号进行频谱分析，判断是否
为特征声音信号。优选地，将信号的频谱特性与特征声音信号的频率特征进行比较；同时，
判断鸣响时间与鸣响间隔的比率是否为发声装置所设定的值。若两者均一致，则判断该数
字声音信号为发声装置产生的特征声音信号，即判定管道内检测器在检测范围内。
步骤S106 :在判断接收到的是特征声音信号时，进行发出报警信号或同时进行数
据显示。 另外，在步骤S103中，对传感器输出的电信号进行放大和滤波处理后，也可以直 接显示处理后的电信号，人为判断所输出的信号是否是发声装置所产生的特征声音信号。
权利要求
一种基于声检测的管道内检测器追踪方法，包括以下步骤1)设置发声装置的声音信号特征，将发声装置装载在管道内检测器上，将管道内检测器放入管道中，发声装置按一定方式发出特征声音信号；2)通过传感器对检测点进行检测，并在检测到声音信号时将声音信号转换为电信号；3)对上述电信号进行处理并输出；4)判断所输出的信号是否为发声装置产生的特征声音信号，如果不是，执行步骤2)。
2. 根据权利要求1所述的管道内检测器追踪方法，其特征在于步骤3)中所述的输出 为显示输出，步骤4)中所述的判断为人为判断。
3. 根据权利要求1所述的管道内检测器追踪方法，其特征在于通过仪器判断所输出 的信号是否是发声装置产生的特征声音信号，如果是，发出报警信号或同时进行数据显示。
4 根据权利要求1 3中任一项所述的管道内检测器追踪方法，其特征在于，所述的一 定方式为在管道内检测器运行过程中始终发声、在管道内检测器运行过程中间歇发声或 只在管道内检测器发生卡死时发声。
5. 根据权利要求1 3中任一项所述的管道内检测器追踪方法，其特征在于所述的 发声装置为电子发声装置或机械发声装置。
全文摘要
本发明公开了一种基于声检测的管道内检测器追踪方法，包括以下步骤1)设置发声装置的声音信号特征，将发声装置装载在管道内检测器上，将管道内检测器放入管道中，发声装置按一定方式发出特征声音信号；2)通过传感器对检测点进行检测，并在检测到声音信号时将声音信号转换为电信号；3)对上述电信号进行处理并输出；4)判断所输出的信号是否为发声装置产生的特征声音信号，如果不是，执行步骤2)。本发明的方法不仅可以主动对静态或动态管道内检测器进行跟踪，而且灵敏度和准确性较高。
文档编号F17D5/06GK101737632SQ20091022898
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者吴晓, 张鹏, 李一博, 李建, 陈世利 申请人:天津大学