管道是輸送石油、天然氣和水等資源的主要方式,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈。因受地理氣候變化、傳輸介質(zhì)、傳輸條件以及人為施工、破壞的影響,隨著使用年限的增加,管道會(huì)出現(xiàn)焊縫開(kāi)裂、腐蝕穿孔、形變等現(xiàn)象。一旦發(fā)生事故,將對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失甚至威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。定期檢測(cè)是確保管道長(zhǎng)期安全運(yùn)行的有效措施。球形內(nèi)檢測(cè)器具有體積小、功耗低、檢測(cè)靈敏度高、不會(huì)卡堵和使用安全方便的特點(diǎn),在管道損傷檢測(cè)及走向、地理坐標(biāo)測(cè)量方面展示了巨大優(yōu)勢(shì)。本文圍繞球形內(nèi)檢測(cè)器在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)管道走向時(shí)所面臨的新挑戰(zhàn),在硬件優(yōu)化、管道磁屏蔽模型、管道傾角測(cè)量等方面進(jìn)行了深入研究,主要內(nèi)容包括:優(yōu)化了球形內(nèi)檢測(cè)器的系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括優(yōu)選器件和優(yōu)化配置,采用更加高效精簡(jiǎn)的系統(tǒng)架構(gòu)等。針對(duì)新的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行了程序開(kāi)發(fā),包括各傳感器數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)程序及應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。對(duì)球形內(nèi)檢測(cè)器進(jìn)行了功耗測(cè)試、高低溫測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)。采用有限元法和實(shí)驗(yàn)定量研究分析了管道對(duì)地磁場(chǎng)的屏蔽作用,比較了兩種經(jīng)典管道磁屏蔽模型,明確了管道長(zhǎng)度、壁厚、相對(duì)磁導(dǎo)率等對(duì)磁屏蔽系數(shù)的影響。結(jié)果表明,基于橢球體模型確定的磁屏蔽系數(shù)與管道長(zhǎng)度、壁厚、相對(duì)磁導(dǎo)率的關(guān)系在變化趨勢(shì)上與... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

借助里程輪計(jì)算距離的檢測(cè)器

當(dāng)內(nèi)檢測(cè)器在管道內(nèi)運(yùn)行時(shí)，內(nèi)檢測(cè)器能夠發(fā)出固定頻率的低頻電磁波，當(dāng)內(nèi)檢測(cè)器經(jīng)過(guò)地面標(biāo)記器下方時(shí)，地面標(biāo)記器收到該信號(hào)并作出應(yīng)答，內(nèi)檢測(cè)器在收到應(yīng)答信號(hào)后，從當(dāng)前位置開(kāi)始重新導(dǎo)航，如圖1-2所示。該項(xiàng)技術(shù)直接推動(dòng)了管道內(nèi)檢測(cè)定位技術(shù)的發(fā)展，通用公司使用該項(xiàng)技術(shù)檢測(cè)管道長(zhǎng)度達(dá)60萬(wàn)公里[19]，其定位精度可達(dá)0.5m/km。圖 1-2 利用 GPS、捷聯(lián)慣導(dǎo)和低頻電磁波技術(shù)定位國(guó)外也最早出現(xiàn)了遙控潛水器(Remotely Operated Vehicle,簡(jiǎn)稱(chēng)ROV)，它通過(guò)臍帶纜獲取動(dòng)力、實(shí)時(shí)傳遞信息，突破了潛水員工作水深、工作環(huán)境要求和工作能力的極限[20,21],如圖1-3所示。ROV由操作人員在水面母船上遙控，搭載彩色攝像頭及BOOM系統(tǒng)可以在能見(jiàn)度大于1m時(shí)，拍攝海底管道外觀；利用超聲波測(cè)厚儀，檢測(cè)管道的壁厚及缺陷；利用雙頭掃描聲吶，通過(guò)掃描海管的橫剖面高精度測(cè)量海管懸空高度

圖 1-2 利用 GPS、捷聯(lián)慣導(dǎo)和低頻電磁波技術(shù)定位國(guó)外也最早出現(xiàn)了遙控潛水器(Remotely Operated Vehicle,簡(jiǎn)稱(chēng)ROV)，帶纜獲取動(dòng)力、實(shí)時(shí)傳遞信息，突破了潛水員工作水深、工作環(huán)境要求力的極限[20,21],如圖1-3所示。ROV由操作人員在水面母船上遙控，搭載頭及BOOM系統(tǒng)可以在能見(jiàn)度大于1m時(shí)，拍攝海底管道外觀；利用超聲，檢測(cè)管道的壁厚及缺陷；利用雙頭掃描聲吶，通過(guò)掃描海管的橫剖面量海管懸空高度，且不受能見(jiàn)度限制，每個(gè)剖面數(shù)據(jù)的覆蓋范圍達(dá)2m×ROV對(duì)海底管道進(jìn)行巡檢，準(zhǔn)確率和效率較高。但ROV需要母船長(zhǎng)期的成本較高，同時(shí)受電纜長(zhǎng)度限制，檢測(cè)深度和檢測(cè)范圍受限。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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