管道缺陷检测方法、管道缺陷检测装置和管道缺陷检测设备与流程

本发明涉及检测
技术领域：
，具体讲是管道缺陷检测方法、管道缺陷检测装置和管道缺陷检测设备。
背景技术：
：随着科学技术的进步和工业生产的需要，运输管道的使用范围日益广泛。长距离运输管道是石油天然气行业产品的主要运输方式。并且，油气长距离运输管道如出现泄露等故障，除了停运和抢修造成损失之外，还会造成污染。因此，如何保证已有的油气长距离运输管道和新建管道的安全运行，降低减少安全事故发生的几率，实现管道运行的本质安全化是保证管道的安全运行的当务之急。由于油气长距离运输管道通常埋在地下，检测这种埋地管道缺陷的主要工作流程仍然是：开挖、剥去防腐(保温)层、检测、包覆、回填。显然，这是一种破坏性检测方法，而且检测数据的代表性以及评估结论的可靠性受开挖(抽样)点数及其分布范围的影响。因此，埋地管道在不开挖、不停输的状态下进行检测成为一个值得深入探讨的问题。现有技术中存在多种无损检测的方法，包括超声检测法、涡流检测法、射线检测法。超声检测是利用超声波与物体的相互作用所提供的信息来实现的，声波能在金属中传播，这种方法的不足之处是超声波在空气中衰减很快，检测时一般要有声波的传播介质，如油或水等耦合剂，不适用于埋地管道的检测。射线检测法是利用电离辐射与物质间相互作用所产生的物理效应(如辐射强度的变化、散射等)以探测工件内部不连续、结构或厚度等的无损检测方法。同样不适用于埋地管道的检测。涡流检测法是靠电磁感应原理工作的，所以涡流检测法可以检测工件的表面缺陷与近表面缺陷。涡流检测法的显著特点是对导电材料起作用，而不一定是铁磁材料，但对铁磁材料的效果较差。其次，待探工件表面的光洁度、平整度、边介等对涡流都有较大影响，因此常将涡流检测法用于形状较规则、表面较光洁的铜管等非铁磁性工件探伤。如果埋地管道为铁磁性管道，那么涡流检测法则无法实现，并且涡流检测法也需要激励源，仍然需要开挖才能够检测埋地管道。目前公开号为CN102095080A的发明专利申请公开了一种埋地管道非开挖磁法检测方法，它的原理是利用经过地磁场磁化的埋地管道本身所具有的磁性作为励磁源，利用磁感应强度的分辨率为1nT的磁通门传感器测出底面以上的磁感应强度和衰减量，同时对检测结果进行向下延拓，然后利用数据处理对管道质量进行检测。但是该文件中并没有具体公开如何检测埋地管道的缺陷，而且也无法判断埋地管道的缺陷位置，以及缺陷大小。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是，克服了现有技术的缺陷，提供了能够准确地检测出管道上的缺陷位置和缺陷大小的管道缺陷检测方法、管道缺陷检测装置和管道缺陷检测设备。为解决上述技术问题，本发明的一方面提出了一种管道缺陷检测方法，包括：沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第一参数；确定所述第一参数是否超过预定阈值；将所述第一参数超过预定阈值的位置确定为管道的缺陷位置；和基于超过预定阈值的所述第一参数的数值确定管道的缺陷程度。在上述管道缺陷检测方法中，所述第一参数为所述磁感应强度在三维坐标系中的第一方向上的分量在第二方向上的变化率。在上述管道缺陷检测方法中，所述第一方向与第二方向相同，或者第一方向与第二方向不同。在上述管道缺陷检测方法中，基于超过预定阈值的所述第一参数的数值确定管道的缺陷程度具体包括：基于所述第一参数超过预定阈值的幅度确定管道的缺陷大小；和/或基于所述第一参数连续超过预定阈值的长度确定管道的缺陷长度。在上述管道缺陷检测方法中，进一步包括：绘制出所述第一参数的幅度值相对在管道的长度方向上的距离的曲线图。在上述管道缺陷检测方法中，进一步包括：沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第二参数；确定所述第二参数是否超过预定阈值；将所述第二参数超过预定阈值的位置确定为管道的缺陷位置；和基于超过预定阈值的所述第二参数的数值确定管道的缺陷程度。在上述管道缺陷检测方法中，当所述第一参数超过预定阈值的位置与所述第二参数超过预定阈值的位置为同一位置时，基于超过预定阈值的所述第一参数的数值和超过预定阈值的所述第二参数的数值来确定管道的缺陷程度。在上述管道缺陷检测方法中，所述第二参数为所述磁感应强度在三维坐标系中的第三方向上的分量在第四方向上的变化率。在上述管道缺陷检测方法中，所述第三方向与第四方向相同，或者第三方向与第四方向不同。在上述管道缺陷检测方法中，所述第一方向、第二方向、第三方向和第四方向是三维坐标系中的x方向、y方向和z方向的其中之一。在上述管道缺陷检测方法中，确定所述第一参数是否超过预定阈值的方法具体包括：对所述第一参数进行差分处理；将经过差分处理之后的第一参数的幅度均值加减n倍的方差作为预定阈值，其中1≤n≤3；确定所述第一参数是否超过预定阈值。在上述管道缺陷检测方法中，确定所述第一参数是否超过预定阈值进一步包括：在不存在待检测管道的情况下，沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第三参数，其中第三参数是与第一参数相同的参数；和在所述第一参数大于所述第三参数的情况下，以第三参数对所述第一参数进行优化，并确定所述优化的第一参数是否超过预定阈值。在上述管道缺陷检测方法中，进一步包括：除了与磁感应强度有关的第一参数和第二参数之外，进一步沿着管道的长度方向检测磁感应强度在三维坐标系中的三个基准方向上的三个分量Hx，Hy，Hz分别在坐标系的三个方向x，y，z的变化率，以构成共包括9个要素的磁梯度矩阵G：G=∂Hx/∂x∂Hx/∂y∂Hx/∂z∂Hy/∂x∂Hy/∂y∂Hy/∂z∂Hz/∂x∂Hz/∂y∂Hz/∂z=gxxgxygxzgyxgyygyzgzxgzygzz]]>本发明的另一方面提出了一种管道缺陷检测装置，包括：检测单元，配置为沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第一参数；判断单元，配置为确定所述第一参数是否超过预定阈值；和控制单元，配置为将所述第一参数超过预定阈值的位置确定为管道的缺陷位置，和基于超过预定阈值的所述第一参数的数值确定管道的缺陷程度。在上述管道缺陷检测装置中，所述第一参数为所述磁感应强度在三维坐标系中的第一方向上的分量在第二方向上的变化率。在上述管道缺陷检测装置中，所述第一方向与第二方向相同，或者第一方向与第二方向不同。在上述管道缺陷检测装置中，控制单元进一步包括：缺陷大小确定模块，配置为基于所述第一参数超过预定阈值的幅度确定管道的缺陷大小；和/或缺陷长度确定模块，配置为基于所述第一参数连续超过预定阈值的长度确定管道的缺陷长度。在上述管道缺陷检测装置中，进一步包括绘图单元，配置为基于检测单元所检测的第一参数，绘制出所述第一参数的幅度值相对在管道的长度方向上的距离的曲线图。在上述管道缺陷检测装置中，所述检测单元进一步配置为沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第二参数；所述判断电源进一步配置为确定所述第二参数是否超过预定阈值；和所述控制单元进一步配置为将所述第二参数超过预定阈值的位置确定为管道的缺陷位置，和基于超过预定阈值的所述第二参数的数值确定管道的缺陷程度。在上述管道缺陷检测装置中，所述控制单元在确定所述第一参数超过预定阈值的位置与所述第二参数超过预定阈值的位置为同一位置时，基于超过预定阈值的所述第一参数的数值和超过预定阈值的所述第二参数的数值来确定管道的缺陷程度。在上述管道缺陷检测装置中，所述第二参数为所述磁感应强度在三维坐标系中的第三方向上的分量在第四方向上的变化率。在上述管道缺陷检测装置中，所述第三方向与第四方向相同，或者第三方向与第四方向不同。在上述管道缺陷检测装置中，所述第一方向、第二方向、第三方向和第四方向是三维坐标系中的x方向、y方向和z方向的其中之一。在上述管道缺陷检测装置中，所述判断单元进一步包括：差分处理模块，配置为对所述第一参数进行差分处理；算术处理模块，配置为，将经过差分处理模块的差分处理之后的第一参数的幅度均值加减n倍的方差作为预定阈值，其中1≤n≤3；和判断模块，配置为确定所述第一参数是否超过预定阈值。在上述管道缺陷检测装置中，所述检测单元进一步配置为在不存在待检测管道的情况下，沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第三参数，其中第三参数是与第一参数相同的参数；和，所述判断单元进一步配置为在所述第一参数大于所述第三参数的情况下，以第三参数对所述第一参数进行优化，并确定所述优化的第一参数是否超过预定阈值。在上述管道缺陷检测装置中，所述检测单元进一步配置为除了与磁感应强度有关的第一参数和第二参数之外，沿着管道的长度方向检测磁感应强度在三维坐标系中的三个基准方向上的三个分量Hx，Hy，Hz分别在坐标系的三个方向x，y，z的变化率，以构成共包括9个要素的磁梯度矩阵G：G=∂Hx/∂x∂Hx/∂y∂Hx/∂z∂Hy/∂x∂Hy/∂y∂Hy/∂z∂Hz/∂x∂Hz/∂y∂Hz/∂z=gxxgxygxzgyxgyygyzgzxgzygzz]]>在上述管道缺陷检测装置中，所述检测单元具体包括第一三分量测磁传感器、与第一三分量测磁传感器以所述检测单元的中心对称布置的第二三分量测磁传感器，第三三分量测磁传感器和与第三三分量测磁传感器以所述检测单元的中心对称布置的第四三分量测磁传感器，其中第一、第二、第三和第四三分量测磁传感器在一个平面上呈十字布置；所述第一、第二、第三和第四三分量测磁传感器中的每个测磁传感器通过检测其在三维坐标系的三个基准方向上的磁感应强度值来计算十字中心位置的磁场梯度，从而测得十字中心位置的磁场梯度矩阵G：G=∂Hx/∂x∂Hx/∂y∂Hx/∂z∂Hy/∂x∂Hy/∂y∂Hy/∂z∂Hz/∂x∂Hz/∂y∂Hz/∂z=gxxgxygxzgyxgyygyzgzxgzygzz=B1x-B3xΔxB1y-B3yΔxB2x-B0xΔzB1y-B3yΔx-(B1z-B3xΔx+B2z-B0zΔz)B2y-B0yΔzB1z-B3zΔxB2y-B0yΔzB2z-B0zΔz]]>其中，Δx为第一三分量测磁传感器与第二三分量测磁传感器之间的距离，Δz为第三三分量测磁传感器与第四三分量测磁传感器之间的距离，B1x为第一三分量测磁传感器测得的x方向的磁感应强度分量，B1y为第一三分量测磁传感器测得的y方向的磁感应强度分量，B1z为第一三分量测磁传感器测得的z方向的磁感应强度分量，B2x为第二三分量测磁传感器测得的x方向的磁感应强度分量，B2y为第二三分量测磁传感器测得的y方向的磁感应强度分量，B2z为第二三分量测磁传感器测得的z方向的磁感应强度分量，B0x为第三三分量测磁传感器测得的x方向的磁感应强度分量，B0y为第三三分量测磁传感器测得的y方向的磁感应强度分量，B0z为第三三分量测磁传感器测得的z方向的磁感应强度分量，B2x为第四三分量测磁传感器测得的x方向的磁感应强度分量，B2y为第四三分量测磁传感器测得的y方向的磁感应强度分量，B2z为第四三分量测磁传感器测得的z方向的磁感应强度分量。本发明的又一方面提出了一种管道缺陷检测设备，包括：架子，放置在待检测管道的上方；滑动轨道，设置在架子上，可沿着架子的长度方向滑动；如前所述的管道缺陷检测装置，通过滑块滑动连接在滑动轨道上，以检测待检测管道的管道缺陷。在上述管道缺陷检测设备中，进一步包括致动装置，用于使得所述管道缺陷在所述滑动轨道上匀速滑动。在上述管道缺陷检测设备中，所述致动装置采用包括人力、气压、液压中的任意一种的致动方式。通过本发明的管道缺陷检测方法、管道缺陷检测装置和管道缺陷检测设备，可以基于与磁感应强度有关的参数来判断管道是否存在缺陷，以及根据该参数存在异常的位置来确定管道的缺陷位置，和根据该存在异常的参数的数值来确定管道的缺陷程度。这样，可以准确地检测出管道上的缺陷位置和缺陷程度。附图说明图1是示出根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法的示意性流程图；图2是通过检测磁梯度矩阵的5个元素所绘制的曲线图的示意图；图3是针对图2中的一条曲线进行差分处理后得到的曲线的示意图；图4是图2所示的5条曲线经过处理之后表示出的异常区的示意图；图5是图4所示的经过处理之后表示出的异常区整合后的示意图；图6是基于图5所示的整合后的异常区制作的管道缺陷的示意图；图7是图示根据本发明第二实施例的管道缺陷检测装置的示意性框图；图8是根据本发明实施例的磁场梯度检测部件的示意图；和图9是示出根据本发明第三实施例的管道缺陷检测设备的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：根据本发明的第一实施例，提供了一种管道缺陷检测方法，包括以下步骤：沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第一参数；确定所述第一参数是否超过预定阈值；将所述第一参数超过预定阈值的位置确定为管道的缺陷位置；和基于超过预定阈值的所述第一参数的数值确定管道的缺陷程度。通过根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法，可以基于与磁感应强度有关的第一参数来判断管道是否存在缺陷，且进一步地，可以根据该参数超过预定阈值的位置来确定管道的缺陷位置，和根据超过预定阈值的参数的数值来确定管道的缺陷程度。这样，本发明的管道缺陷检测方法可以准确地检测出管道上的缺陷，并准确地确定缺陷位置和缺陷程度。图1是示出根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法的示意性流程图。如图1所示，根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法包括：S1，在沿着管道的长度方向上检测与磁感应强度有关的第一参数；S2，确定所述第一参数是否超过预定阈值；S3，将所述第一参数超过预定阈值的位置确定为管道的缺陷位置；和S4，基于超过预定阈值的所述第一参数的数值确定管道的缺陷程度。这里，本领域技术人员可以理解，在管道的长度方向上检测第一参数时，可以在管道的长度方向上的各个点连续地检测第一参数，也可以选择性地在管道的长度方向上的多个点离散地检测第一参数。即，通过在管道上的某一个或者几个点进行检测，可以确定在检测的位置是否存在缺陷。具体地说，根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法可以包括以下步骤：在管道上的第一点检测与磁感应强度有关的第一参数；确定所述第一参数是否超过预定阈值；如果所述第一参数超过预定阈值，则所述第一点被确定为管道上的缺陷位置，且基于超过预定阈值的所述第一参数的数值确定所述第一点上的缺陷程度。但是，本领域技术人员可以理解，为了保证检测的准确性和全面性，本发明实施例优选地采用连续检测的方式。此外，本领域技术人员可以理解，以下描述可以相同地应用于管道缺陷的连续检测和离散检测，本发明实施例并不意在对此进行任意限制。在根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法中，所述第一参数为所述磁感应强度在三维坐标系中的第一方向上的分量在第二方向上的变化率。优选地，所述第一参数为所述磁感应强度在三维坐标系中的第一基准方向上的分量在第二基准方向上的变化率。并且，在所述三维坐标系中，第一方向可以与第二方向相同，也可以与第二方向不同。这里，三维坐标系中的基准方向指的是三维坐标系中的x方向、y方向或者z方向，并且，第一基准方向可以与第二基准方向相同，也可以与第二基准方向不同。例如，所述第一参数可以为磁感应强度在三维坐标系中的x方向上的分量Hx在y方向上的变化率，即，简写为gxy。在这种情况下，第一参数通常被称为是磁场梯度，因此gxy也被称为磁感应强度在x方向上的分量在y方向上的磁场梯度。但是，本领域技术人员可以理解，所述第一参数也可以是磁感应强度在其它坐标系中的某个方向上的分量沿该方向或另一方向的变化率。并且，即使是在具有x、y和z方向的三维坐标系中，第一基准方向和第二基准方向也不限于x、y或z方向，而例如可以是xy方向、yz方向等。并且，第一方向可以是与第二方向相同的方向，也可以是不同的方向。例如，对应地，第一参数也可以是磁感应强度在三维坐标系中的x方向上的分量Hx在x方向上的变化率，即，简写为gxx。因此，关于与磁感应强度有关的第一参数，只要其能够反映出管道的缺陷位置和缺陷程度即可，本发明实施例并不意在进行任何限制。在根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法中，在沿着管道的长度方向上检测与磁感应强度有关的第一参数之后，可以绘制出第一参数的幅度值相对在管道的长度方向上的距离的曲线图。具体地说，以所检测的管道一端为原点，以所检测的点距原点的距离为x坐标，以第一参数的幅度值为y坐标，绘制出在x-y坐标系中的曲线图，例如，如图2所示。这样，通过观察曲线图，可以直观地判断出管道的缺陷位置和缺陷程度，使得结果显示更加直观。在根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法中，基于超过预定阈值的所述第一参数的数值确定管道的缺陷程度具体包括：基于所述第一参数超过预定阈值的幅度确定管道的缺陷大小；和/或基于所述第一参数连续超过预定阈值的长度确定管道的缺陷长度。如图2所示，在确定管道存在缺陷的同时，还可以基于第一参数的数值确定管道缺陷的具体情况。例如，第一参数超过预定阈值的幅度可以反映出管道的缺陷大小，即第一参数超过预定阈值的幅度越大，表明管道的缺陷越大。而且，第一参数连续超过预定阈值的长度可以反映出管道的缺陷长度，即第一参数连续超过预定阈值的长度越长，表明管道的缺陷越长。此外，基于第一参数的具体性质以及不同的数据处理方法，还可能反映出管道缺陷的其它情况，本发明实施例在此并不一一列举。在根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法中，可以进一步包括：在沿着管道的长度方向上检测与磁感应强度有关的第二参数；确定所述第二参数是否超过预定阈值；将所述第二参数超过预定阈值的位置确定为管道的缺陷位置；和基于超过预定阈值的所述第二参数的数值确定管道的缺陷程度。这里，为了进一步提高管道中的缺陷的检测精度，根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法可以在沿着管道的长度方向上检测与磁感应强度有关的第一参数的同时，沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第二参数。并且，优选地，所述第二参数是与所述第一参数相关的参数，即，所述第二参数可以为所述磁感应强度在三维坐标系中的第三方向上的分量在第四方向上的变化率。例如，所述第三方向和第四方向也是三维坐标系中的基准方向，所述第二参数是磁感应强度在三维坐标系中的y方向上的分量Hy在z方向上的变化率，即，简写为gyz。同样，第三方向也可以是与第四方向相同的方向，或者不同的方向。这样，将有助于辅助第一参数来进一步确定管道上的缺陷位置和缺陷程度。当然，本领域技术人员可以理解，与第一参数相同，根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法中的第二参数也不限于上述磁感应强度在三维坐标系中的第三方向上的分量在第四方向上的变化率，而是只要第二参数能够反映出所检测的管道当中的缺陷即可。并且，第二参数也并不需要与第一参数相关，这样可以从多个角度检测管道的缺陷，避免因为某些特殊情况而某个参数的检测失效的情况。在辅助第一参数来进一步确定管道上的缺陷位置和缺陷程度的过程当中，当所述第一参数超过预定阈值的位置与所述第二参数超过预定阈值的位置为同一位置时，则确定该位置为管道上存在缺陷的位置，而当所述第一参数超过预定阈值的位置与所述第二参数超过预定阈值的位置为不同位置时，将所述第一参数超过预定阈值的位置和所述第二参数超过预定阈值的位置均确定为管道上存在缺陷的位置。并且，当所述第一参数超过预定阈值的位置与所述第二参数超过预定阈值的位置为不同位置时，可以分别基于所述第一参数的数值和所述第二参数的数值来确定管道的缺陷情况。优选地，当所述第一参数超过预定阈值的位置与所述第二参数超过预定阈值的位置为同一位置时，基于超过预定阈值的所述第一参数的数值和超过预定阈值的所述第二参数的数值中较大的一个确定管道的缺陷程度。具体地说，基于超过预定阈值的所述第一参数的幅度和超过预定阈值的所述第二参数的幅度中较大的一个确定管道的缺陷大小，而基于所述第一参数超过预定阈值的长度和所述第二参数超过预定阈值的长度中较大的一个确定管道的缺陷长度。当然，根据第一参数和第二参数的具体性质，例如第一参数和第二参数的实际选择，以及第一参数和第二参数之间的相关性等，也可以在所述第一参数超过预定阈值的位置与所述第二参数超过预定阈值的位置为同一位置时，以其它方式来基于第一参数的数值和第二参数的数值确定该位置的管道的缺陷程度，例如，以第一参数的数值和第二参数的数值的加权和的形式。本领域技术人员可以理解，本发明实施例并不意在对此进行任何形式的限制。此外，本领域技术人员可以理解，在第一参数和第二参数之外，根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法可以进一步在沿着管道的长度方向上检测与磁感应强度有关的另外一个或多个参数。例如，以磁感应强度在三维坐标系中的某一基准方向上的分量在另一基准方向上的变化率为例，可以检测磁感应强度在三维坐标系中的三个基准方向上的三个分量(Hx,Hy,Hz)分别在坐标系的三个方向(x，y，z)的变化率。这样，可以构成共包括9个要素的磁梯度矩阵，记为G，其表示如下：G=∂Hx/∂x∂Hx/∂y∂Hx/∂z∂Hy/∂x∂Hy/∂y∂Hy/∂z∂Hz/∂x∂Hz/∂y∂Hz/∂z=gxxgxygxzgyxgyygyzgzxgzygzz]]>公式1并且，在无源空间中，磁感应强度的散度和旋度为0，即∂Hx∂z-∂Hz∂x=0∂Hx∂y-∂Hy∂x=0∂Hy∂z-∂Hz∂y=0]]>公式2这样，在该磁梯度矩阵中的9个元素中，只需要得到5个相互独立的元素的值就可以计算出该矩阵中的全部元素的值；当然在实际应用中，操作人员可以选择6个、7个、8个甚至全部9个元素的值来进行检测，但实际上只需要测量出5个值并经过计算就可以得到其它值，从而得到上述的磁梯度矩阵。在检测与磁感应强度有关的一个或多个参数时，如上所述，可以绘制缺陷图，从而使得管道缺陷的状况更为直观。图2是通过检测磁梯度矩阵的5个元素所绘制的曲线图的示意图。如图2所示，通过检测上述磁场梯度矩阵中的9个元素中的5个独立的元素的值，并在x-y坐标系中绘制出这5个元素的值相对于距离的曲线，得到如图所示的5条曲线。在根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法中，预定阈值可以由本领域技术人员按照经验选取，也可以设置为固定的值，例如，第一参数在整个管道的长度上的平均值，等等，只要通过将第一参数和预定阈值比较能够比较准确地确定出是否存在缺陷以及缺陷程度即可。优选地，在根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法中，为了使得第一参数与预定阈值的比较能够准确地反映出是否存在缺陷，和使得第一参数的数值能够准确地反映出缺陷程度，如下地处理第一参数并设置预定阈值。具体地，确定所述第一参数是否超过预定阈值包括：对所述第一参数进行差分处理；将经过差分处理之后的第一参数的幅度均值加减n倍的方差作为预定阈值，其中1≤n≤3；和确定所述第一参数是否超过预定阈值。下面以对磁感应强度进行差分处理为例来说明，在进行差分处理时，对相邻点的磁感应强度进行求导，如以下公式3所示：E′(x)=limΔx→0ΔEΔx=limΔx→0E(x+Δx)-E(x)Δx]]>公式3其中：E(x)表示x位置处的磁感应强度，而E(x+Δx)表示x+Δx位置处磁感应强度。这样，可以得到差分处理之后的结果E'(x)，其可以表示前后位置的磁场变化大小，且可用于确定缺陷是否存在及其所处位置。这里，在确定缺陷是否存在时，可以根据数理统计的原理，对于所检测到的磁感应强度求磁感应强度变化的方差，如以下公式4所示：D(E)=1n-1Σx=1n[E(x)-E‾]2]]>公式4其中，并且，根据数理统计原理，当E'(x)>|nD(x)|时，可以判定为缺陷，且n的取值大小根据所要求检测的缺陷大小来确定，一般1≤n≤3。当然，本领域技术人员可以理解，以上以磁感应强度为例进行了说明。当第一参数是与磁感应强度有关的其他参数时，也可以以类似的方式进行差分处理，并确定相对应的阈值。因此，为了不混淆本申请的实质特征，在此将不再进行赘述。图3是针对图2中的一条曲线进行差分处理后得到的曲线的示意图。如图3所示，对图2中的一条曲线进行差分处理后，在图3的曲线中进一步设置表示预定阈值的上下缺陷阈值线。在图3中，将经过差分处理之后的第一参数的幅度均值加减3倍的方差，并设置为上下缺陷阈值线。这样，可以从图3中直观地看出经过差分处理之后的第一参数超过预定阈值的情况。将图3中经过差分处理之后的第一参数超过预定阈值的部分进行截取，可以直观地表示有关磁感应强度的第一参数在管道的整个长度上出现异常的异常区。图4是图2所示的5条曲线经过处理之后表示出的异常区的示意图。如图4所示，其中有3条曲线经过处理之后表示出异常，而2条曲线在经过处理之后并没有表示出异常。之后，可以根据上述方法，对多条曲线所表示出的异常区进行整合。即，将在x轴方向上位置相同的异常区进行合并，并取其最大值，而将在x轴方向上位置不同的异常区保留。这样，图4所示的5条曲线经过处理之后表示出的异常区被整合到了一幅图中，从而清楚地表示出管道上的缺陷位置和缺陷程度，如图5所示。图5是图4所示的经过处理之后表示出的异常区整合后的示意图。在根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法中，确定所述第一参数是否超过预定阈值进一步包括：在不存在待检测管道的情况下，在沿着管道的长度方向的各个点上检测与磁感应强度有关的第三参数，其中第三参数是与第一参数相同的参数；和，在所述第一参数大于所述第三参数的情况下，以第三参数对所述第一参数进行优化，并确定所述优化的第一参数是否超过预定阈值。在现实中，即使在不存在待检测管道的情况下，也可能在待检测的空间内存在具有一定磁感应强度的背景场，从而使得与磁感应强度有关的第一参数不能够准确地表示出管道的异常。因此，优选地，在确定第一参数是否超过预定阈值时，可以通过以检测背景场获得的数据来优化第一参数，从而使得第一参数能够更加准确地表示出管道的异常。例如，在第一参数为磁感应强度在三维坐标系中的x方向上的分量Hx在y方向上的变化率，即gxy。的情况下，可以在不存在待检测管道的情况下，以相同的方式沿着管道的长度方向测量在各个点上磁感应强度在三维坐标系中的x方向上的分量Hx在y方向上的变化率，记为g′xy。之后，再以gxy-g′xy的值作为优化后的gxy，并确定其是否超过预定阈值。当然，本领域技术人员可以理解，还可以以其它方式以第三参数对第一参数进行优化，例如，可以判断第一参数的幅度是否大于第三参数中的最大幅度，从而判断检测出的第一参数是否大于背景场的数据，并将大于背景场的数据的第一参数作为判断是否为管道缺陷的基准。另外，以背景场的数据优化第一参数的步骤既可以在对第一参数的数据进行处理并与预定阈值进行比较之前，也可以在第一参数的数据进行处理并与预定阈值进行比较之后。只是，如果在第一参数的数据进行处理并与预定阈值进行比较之后再以背景场的数据优化第一参数，则背景场的数据也应该进行与第一参数相应的处理并与预定阈值进行比较。例如，将背景场的第三参数进行差分处理，并设置上下缺陷阈值线。而在这种情况下，可以直接从第一参数表示出的异常区中去掉由于背景场所导致的异常区，或者以由于背景场所导致的异常区对第一参数表示出的异常区进行优化。在根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法中，在根据背景场对表示出磁异常的异常区进行优化之后，则可以根据各个磁异常区的异常特征，包括磁异常起始和终点位置以及磁异常幅值，来具体判断管道中的缺陷位置、缺陷长度和缺陷大小，从而得到最终的缺陷显示结果。通过以横坐标来确定缺陷的位置，以磁异常区的横坐标的长度来确定缺陷的长度，和通过纵坐标来确定缺陷的大小，可以进一步制作管道的缺陷示意图，例如，如图6所示。图6是基于图5所示的整合后的异常区制作的管道缺陷的示意图。这样，可以相比曲线图更加直观地了解管道所存在的缺陷，从而易于管道的维修方针对管道缺陷来进行维修和维护作业，降低了成本并促进了便利。这样，通过根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法，可以准确地检测出管道上的缺陷位置，并准确地确定缺陷程度，从而节省了管道检测和维修的成本并促进了用户的使用便利。本发明的第二实施例提出了一种管道缺陷检测装置，包括：检测单元，配置为沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第一参数；判断单元，配置为确定所述第一参数是否超过预定阈值；和控制单元，配置为将所述第一参数超过预定阈值的位置确定为管道的缺陷位置，和基于超过预定阈值的所述第一参数的数值确定管道的缺陷程度。图7是图示根据本发明第二实施例的管道缺陷检测装置的示意性框图。如图7所示，根据本发明第二实施例的管道缺陷检测装置100，包括：检测单元101，配置为沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第一参数；判断单元102，配置为基于检测单元101所检测的第一参数，确定所述第一参数是否超过预定阈值；和控制单元103，配置为基于所述判断单元102确定所述第一参数是否超过预定阈值的结果，将所述第一参数超过预定阈值的位置确定为管道的缺陷位置，和基于超过预定阈值的所述第一参数的数值确定管道的缺陷程度。在上述管道缺陷检测装置中，所述第一参数为所述磁感应强度在三维坐标系中的第一方向上的分量在第二方向上的变化率。在上述管道缺陷检测装置中，所述第一方向与第二方向相同，或者第一方向与第二方向不同。在上述管道缺陷检测装置中，控制单元进一步包括：缺陷大小确定模块，配置为基于所述第一参数超过预定阈值的幅度确定管道的缺陷大小；和/或缺陷长度确定模块，配置为基于所述第一参数连续超过预定阈值的长度确定管道的缺陷长度。在上述管道缺陷检测装置中，进一步包括绘图单元，配置为基于检测单元所检测的第一参数，绘制出所述第一参数的幅度值相对在管道的长度方向上的距离的曲线图。在上述管道缺陷检测装置中，所述检测单元进一步配置为沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第二参数；所述判断电源进一步配置为确定所述第二参数是否超过预定阈值；和所述控制单元进一步配置为将所述第二参数超过预定阈值的位置确定为管道的缺陷位置，和基于超过预定阈值的所述第二参数的数值确定管道的缺陷程度。在上述管道缺陷检测装置中，所述控制单元在确定所述第一参数超过预定阈值的位置与所述第二参数超过预定阈值的位置为同一位置时，基于超过预定阈值的所述第一参数的数值和超过预定阈值的所述第二参数的数值来确定管道的缺陷程度。在上述管道缺陷检测装置中，所述第二参数为所述磁感应强度在三维坐标系中的第三方向上的分量在第四方向上的变化率。在上述管道缺陷检测装置中，所述第三方向与第四方向相同，或者第三方向与第四方向不同。在上述管道缺陷检测装置中，所述第一方向、第二方向、第三方向和第四方向是三维坐标系中的x方向、y方向和z方向的其中之一。在上述管道缺陷检测装置中，所述判断单元进一步包括：差分处理模块，配置为对所述第一参数进行差分处理；算术处理模块，配置为，将经过差分处理模块的差分处理之后的第一参数的幅度均值加减n倍的方差作为预定阈值，其中1≤n≤3；和判断模块，配置为确定所述第一参数是否超过预定阈值。在上述管道缺陷检测装置中，所述检测单元进一步配置为在不存在待检测管道的情况下，沿着管道的长度方向检测与磁感应强度有关的第三参数，其中第三参数是与第一参数相同的参数；和，所述判断单元进一步配置为在所述第一参数大于所述第三参数的情况下，以第三参数对所述第一参数进行优化，并确定所述优化的第一参数是否超过预定阈值。在上述管道缺陷检测装置中，所述检测单元进一步配置为除了与磁感应强度有关的第一参数和第二参数之外，沿着管道的长度方向检测磁感应强度在三维坐标系中的三个基准方向上的三个分量Hx，Hy，Hz分别在坐标系的三个方向x，y，z的变化率，以构成共包括9个要素的磁梯度矩阵G：G=∂Hx/∂x∂Hx/∂y∂Hx/∂z∂Hy/∂x∂Hy/∂y∂Hy/∂z∂Hz/∂x∂Hz/∂y∂Hz/∂z=gxxgxygxzgyxgyygyzgzxgzygzz]]>在上述管道缺陷检测装置中，所述检测单元具体包括第一三分量测磁传感器、与第一三分量测磁传感器以所述检测单元的中心对称布置的第二三分量测磁传感器，第三三分量测磁传感器和与第三三分量测磁传感器以所述检测单元的中心对称布置的第四三分量测磁传感器，其中第一、第二、第三和第四三分量测磁传感器在一个平面上呈十字布置；所述第一、第二、第三和第四三分量测磁传感器中的每个测磁传感器通过检测其在三维坐标系的三个基准方向上的磁感应强度值来计算十字中心位置的磁场梯度，从而测得十字中心位置的磁场梯度矩阵G：G=∂Hx/∂x∂Hx/∂y∂Hx/∂z∂Hy/∂x∂Hy/∂y∂Hy/∂z∂Hz/∂x∂Hz/∂y∂Hz/∂z=gxxgxygxzgyxgyygyzgzxgzygzz=B1x-B3xΔxB1y-B3yΔxB2x-B0xΔzB1y-B3yΔx-(B1z-B3xΔx+B2z-B0zΔz)B2y-B0yΔzB1z-B3zΔxB2y-B0yΔzB2z-B0zΔz]]>其中，Δx为第一三分量测磁传感器与第二三分量测磁传感器之间的距离，Δz为第三三分量测磁传感器与第四三分量测磁传感器之间的距离，B1x为第一三分量测磁传感器测得的x方向的磁感应强度分量，B1y为第一三分量测磁传感器测得的y方向的磁感应强度分量，B1z为第一三分量测磁传感器测得的z方向的磁感应强度分量，B2x为第二三分量测磁传感器测得的x方向的磁感应强度分量，B2y为第二三分量测磁传感器测得的y方向的磁感应强度分量，B2z为第二三分量测磁传感器测得的z方向的磁感应强度分量，B0x为第三三分量测磁传感器测得的x方向的磁感应强度分量，B0y为第三三分量测磁传感器测得的y方向的磁感应强度分量，B0z为第三三分量测磁传感器测得的z方向的磁感应强度分量，B2x为第四三分量测磁传感器测得的x方向的磁感应强度分量，B2y为第四三分量测磁传感器测得的y方向的磁感应强度分量，B2z为第四三分量测磁传感器测得的z方向的磁感应强度分量。如上所述，在根据本发明第一实施例的管道缺陷检测方法，和根据本发明第二实施例的管道缺陷检测装置中，可以使用磁感应强度在三维坐标系中的某一基准方向上的分量在另一基准方向上的变化率作为与磁感应强度有关的第一参数，且在这种情况下第一参数通常被称为磁场梯度，并且使用相应的磁场梯度检测装置来检测该参数。图8是根据本发明实施例的磁场梯度检测部件的示意图。如图8所示，根据本发明实施例的磁场梯度检测部件200包括在一个平面上呈十字布置的4个三分量测磁传感器B0、B1、B2和B3，通过检测4个三分量测磁传感器中每个测磁传感器中的三个方向的磁感应强度值计算十字中心位置的磁场梯度，从而测得十字中心位置的磁场梯度矩阵。当然，本领域技术人员可以理解，以如图8所示的磁场梯度检测部件200测得的磁场梯度值会更加准确，但根据本发明实施例的管道缺陷检测方法和管道缺陷检测装置中，也可以使用其它类型的磁场梯度检测部件来进行检测。如图8所示，采用呈十字型布置的四个测磁传感器B0、B1、B2和B3的磁场梯度测量装置100可以检测磁场梯度，其中，测磁传感器B0、B1、B2和B3中的每个均为三分量测磁传感器，即，能够测量在x，y和z方向上的磁感应强度分量。如图8所示，在一个平面内，B0和B2对称设置，B1和B3对称设置，并且B0到中心的距离、B2到中心的距离、B1到中心的距离以及B3到中心的距离均相同。当然，本领域技术人员可以理解，在实际应用中，只要B0和B2对称设置，B1和B3对称设置即可，B0到B2之间的距离也可以和B1到B3之间的距离不相同，设置为相同仅是为了方便磁场梯度的计算。那么，通过磁场梯度测量装置100，得到中心点的磁场梯度矩阵为：G=∂Hx/∂x∂Hx/∂y∂Hx/∂z∂Hy/∂x∂Hy/∂y∂Hy/∂z∂Hz/∂x∂Hz/∂y∂Hz/∂z=gxxgxygxzgyxgyygyzgzxgzygzz=B1x-B3xΔxB1y-B3yΔxB2x-B0xΔzB1y-B3yΔx-(B1z-B3xΔx+B2z-B0zΔz)B2y-B0yΔzB1z-B3zΔxB2y-B0yΔzB2z-B0zΔz]]>公式3上述公式3中的Δx为B1传感器与B3传感器之间的距离，Δz为B0传感器与B2传感器之间的距离，B1x为B1传感器测得的x方向的磁感应强度分量，B3x为B3传感器测得的x方向的磁感应强度分量，B1y为B1传感器测得的y方向的磁感应强度分量，B3y为B3传感器测得的y方向的磁感应强度分量，依次类推。通过测量可以得到磁场梯度矩阵G的9个元素的值，但是与上面所述的相同，在实际应用中，由于还满足公式2，因此只需要得到5个元素的值就可以推出全部9个元素的值。并且，从上述公式3中可以得到磁感应强度在三维坐标系中的三个基准方向上的任一分量Hx、Hy或Hz在任一基准方向中的值，例如，gxy＝(B1x-B3x)/Δx。因此，可以根据需要计算所需的元素的值。并且，本领域技术人员可以理解，当与磁感应强度有关的第一参数不是磁场梯度时，例如，是磁感应强度的衰减量时，可以采用不同的装置进行检测，本发明实施例并不意在对此进行任意限制。本发明的第三实施例提出了一种管道缺陷检测设备，包括：架子，放置在待检测管道的上方；滑动轨道，设置在架子上，可沿着架子的长度方向滑动；如前所述的管道缺陷检测装置，通过滑块滑动连接在滑动轨道上，以检测待检测管道的管道缺陷。在上述管道缺陷检测设备中，进一步包括致动装置，用于使得所述管道缺陷在所述滑动轨道上匀速滑动。在上述管道缺陷检测设备中，所述致动装置采用包括人力、气压、液压中的任意一种的致动方式。图9是示出根据本发明第三实施例的管道缺陷检测设备的示意图。如图9所示，管道缺陷检测设备10包括架子1，滑动轨道2和管道缺陷检测装置3。管道缺陷检测装置3通过设置一个架子1放置在管道的上方，架子1上设有滑动轨道2。管道缺陷检测装置3通过滑块滑动连接在滑动轨道2上。在检测时，架子1放置不动，管道缺陷检测装置3在滑动轨道2上匀速滑动，来进行检测。管道缺陷检测装置3可通过致动装置在滑动轨道2上匀速滑动，且致动装置可以采用人力、气压、液压等任意控制物体在滑轨上匀速移动的方式。在架子的长度小于待检测管道的长度情况下，当架子1所处的位置的检测完成之后，再移动架子1的位置开始下一次检测。采用这种方式，管道缺陷检测装置在进行检测时能够最大限度地消除人为控制移动造成的移动轨道晃动或者移动速度不一致的问题，使得外界的干扰最小，检测的结果更加准确。通过本发明的管道缺陷检测方法、管道缺陷检测装置和管道缺陷检测设备，可以基于与磁感应强度有关的参数来判断管道是否存在缺陷，以及根据该参数存在异常的位置来确定管道的缺陷位置，和根据该存在异常的参数的数值来确定管道的缺陷程度。这样，可以准确地检测出管道上的缺陷位置和缺陷程度。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明的精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。当前第1页1 2 3