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埋地管道腐蚀与防护检测评价系统的研究

作　者: 解晓飞
导　师: 张涛
学　校: 天津大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 埋地管道 腐蚀与防护 检测方法 直流地电位梯度 密间隔地面电位 检测仪器 数字信号处理
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着国民经济的飞速发展,管道运输在我国的经济生活中正在发挥着日益重要的作用。然而,随着管道事故的频繁发生,管道的安全运行也日益受到人们的重视。我国管道行业中长期存在着重建设轻管理的观念,对管道的保护、腐蚀检测与控制、腐蚀与防护评价等技术水平与发达国相比仍存在着很大的差距。开展管道腐蚀与防护检测方法与检测仪器的研究工作对推进我国埋地管道检测技术的发展和仪器制造水平的提高具有积极的意义。本文对常用的埋地管道腐蚀与防护检测技术做了分析和总结,并对当前世界上较先进的直流地电位梯度(DCVG)和密间隔地面电位(CIPS)检测技术做了深入的论述,对该技术使用中涉及的相关技术问题做了较详细的分析。本文以该技术理论为基础,依托多年从事防腐检测仪器使用与推广的经验,在借鉴国内外先进技术的基础上,研制开发了一套埋地管道腐蚀与防护检测评价系统。该系统实现了在不开挖的情况下对管线的防腐层状况、管体腐蚀状况及电保护状况进行综合的检测与评价,并能够精确定位防腐层漏点。该系统由直流地电位梯度/密间隔地面电位(DCVG/CIPS)管线检测仪、静态数据记录仪、GPS断流器及CIPS-DView数据分析软件四部分组成。其中DCVG/CIPS管线检测仪是系统的核心部分,它采用DCVG和CIPS同步采集模式,不但提高了检测的工作效率,还使两种检测过程保持了时间和空间上的同步,提高了数据分析处理的精度。本文还对仪器检测过程中干扰噪声的消除方法做了较深入的研究,设计了实用硬件滤波电路和软件数字滤波算法,并提出了采用同步参比法处理随机干扰信号的方法,取得了较好的测试效果。本系统检测的数据分为两类,一类是使用DCVG/CIPS管线检测仪沿管线测得的数据,称为动态数据,另一类是用静态数据记录仪同步测得的管地电位数据,称为静态数据,同步参比处理就是通过对比分析两类数据中的信号波动,利用CIPS-DView数据分析软件将动态检测数据中的随机干扰信号剔除的过程。通过参比处理,提高了检测数据的准确度,有效的避免了对防腐层漏点的误判。本文还进行了DCVG/CIPS管线检测仪与国外同类检测仪器的应用性对比测试,并对测试结果进行的较详细的数据分析,取得了较好的测试效果。本文最后还就系统存在的不足之处做了必要的分析,并对今后系统的进一步研究改进方向提出了若干建议。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 项目研究背景  8-10
  1.2 当前埋地管道腐蚀与防护地面检测技术简介  10-12
  1.3 课题的研究意义  12-13
  1.4 论文的研究内容  13-14
第二章 DCVG/CIPS检测技术研究  14-21
  2.1 直流地电位梯度DCVG检测技术研究  14-17
  2.2 密间隔地面电位CIPS检测技术研究  17-21
第三章 弱信号检测抗干扰技术研究  21-35
  3.1 硬件电路滤波研究  21-27
  3.2 软件数字滤波研究  27-33
  3.3 同步参比处理法研究  33-35
第四章 埋地管线腐蚀与防护检测评价系统组成  35-41
  4.1 DCVG/CIPS管线检测仪  35-36
  4.2 GPS断流器  36-37
  4.3 静态数据记录仪  37-39
  4.4 数据分析处理CIPS-DVIEW软件  39-41
第五章 DCVG/CIPS管线检测仪的系统结构设计  41-47
  5.1 物理结构设计  41-45
  5.2 逻辑结构设计  45-47
第六章 DCVG/CIPS管线检测仪的硬件设计  47-62
  6.1 核心处理器的选型  47-48
  6.2 信号调理电路  48-51
  6.3 DSP控制电路  51-57
  6.4 电源及电源管理电路  57-59
  6.5 人机交互界面的设计  59-60
  6.6 检测探杖的设计  60-62
第七章 DCVG/CIPS管线检测仪的软件设计  62-68
  7.1 软件功能模块的划分  62-63
  7.2 数据采集与显示  63-65
  7.3 数据存储管理  65-66
  7.4 GPS同步  66-67
  7.5 USB接口的实现  67-68
第八章 系统验证与评价  68-78
  8.1 系统验证的目标  68
  8.2 系统稳定性及检测精度验证  68-74
  8.3 有效性验证  74-78
第九章 总结与展望  78-81
参考文献  81-85
发表论文和参加科研情况说明  85-86
致谢  86

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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