【摘要】：管道作為石油天然氣等能源的主要運(yùn)輸工具,因?yàn)槠渚哂辛髁看?深埋地下,不占用陸地面積,能夠進(jìn)行長遠(yuǎn)距離能源輸送且能夠進(jìn)行長時(shí)間在役使用等優(yōu)點(diǎn),在世界范圍內(nèi)都作為主要的能源輸送工具。能源輸送管道作為在役設(shè)備,會(huì)由于腐蝕、地殼板塊運(yùn)動(dòng)擠壓等造成管道破損,造成能源大面積泄露等問題。針對(duì)管道形變這一問題提出了一種基于激光輪廓提取檢測技術(shù)的管道幾何形變檢測方法,基于激光影像的管道形變檢測在安全運(yùn)行以及檢測效率等方面有其突出的優(yōu)勢。依據(jù)激光環(huán)高亮度性、高單色性以及高集中性等重要特點(diǎn),已逐漸被應(yīng)用到油氣管道的無損檢測中,這是一種新興的無損檢測技術(shù)方法。針對(duì)新建管道形變檢測所涉及的形變大小與形變位置,以及存在的誤差等問題,提出了基于激光成像技術(shù)的管道形變檢測方法。研究管道幾何形變檢測原理和激光成像原理,得到激光環(huán)的特點(diǎn)與管道形變的關(guān)系。利用管道形變檢測系統(tǒng)對(duì)管道幾何形變進(jìn)行檢測,在檢測過程中要保證油氣管道的軸心、激光發(fā)射器以及采集單元鏡頭中心三者保持同心。檢測器勻速前進(jìn),圖像采集單元連續(xù)拍照,等時(shí)間間隔離散化采集管道內(nèi)壁幾何特征信息。利用小波變換對(duì)圖像進(jìn)行壓縮變換并應(yīng)用canny算子對(duì)圖像進(jìn)行邊緣輪廓提取,利用基于最小二乘法的徑向差值法對(duì)圖像幾何特征進(jìn)行分析,校正誤差,對(duì)誤差進(jìn)行量化分析,得出管道幾何形變的位置及大小等信息。根據(jù)管道幾何形變檢測系統(tǒng),分別進(jìn)行了管道形變檢測實(shí)驗(yàn)與誤差分析校正。結(jié)果表明:利用基于最小二乘的徑向差值法能夠有效地對(duì)管道幾何形變特征信息進(jìn)行分析與處理,形變大小檢測精度達(dá)到2%,誤差大小在3cm范圍以內(nèi)。該檢測方法規(guī)避了其他外界因素的干擾,有效的利用了激光環(huán)的特征優(yōu)勢對(duì)管道幾何形變檢測分析,為無損檢測技術(shù)領(lǐng)域提供了一種新的檢測技術(shù)手段。
【圖文】：

圖 2.1 幾何形變管道Fig. 2.1 Geometry change pipe何形變檢測原理形變檢測系統(tǒng)最核心的部分是調(diào)整激光發(fā)射器，讓其與管圖像采集單元中心也要與管道的橫截面相垂直，并處于管道打在管道內(nèi)壁時(shí)，利用其特性，，通過分析激光環(huán)的橢圓度形變的大小。如圖 2.2 所示為管道幾何形變檢測原理示意圖激光發(fā)射器 激光環(huán)半徑 r動(dòng)力裝置行進(jìn)方向

將電信號(hào)連接到單片機(jī)的輸入端口，對(duì)單片機(jī)編程輸出脈沖信號(hào)，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為距離即可判斷小車的位置。圖2.10 檢測器里程計(jì)數(shù)Fig. 2.10 The mileage count of the detector圖中，磁鐵塊正處于傳感器下方，履帶行進(jìn)分為前驅(qū)動(dòng)輪和后驅(qū)動(dòng)輪，因?yàn)闄z測器重量較大，所以采用前后輪共同驅(qū)動(dòng)，增加前進(jìn)動(dòng)力。如圖2.11所示為里程計(jì)數(shù)顯示面板，第一行為磁鐵塊劃過傳感器的次數(shù)，第二行為檢測器行進(jìn)的距離，磁鐵塊每劃過傳感器一次，檢測距離增加10cm，為了里程計(jì)數(shù)誤差可以通過增加磁鐵塊的數(shù)目，縮短磁鐵塊之間的距離來實(shí)現(xiàn)。圖2.11 里程計(jì)數(shù)顯示面板Fig. 2.11 Display panel of mileage count霍爾傳感器具有如下優(yōu)勢：（1）單路信號(hào)輸出；后驅(qū)動(dòng)輪 磁鐵信號(hào) 后驅(qū)動(dòng)輪爾傳霍器感
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE973.6;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2679537