| 【中文题名】 | 抽油管质量的超声波检测 |
| 【英文题名】 | Ultrasonic Detection on Pipelines |
| 【学科专业】 | 检测技术与自动化装置 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-24 |
| 【中关键词】 | 抽油管,超声波,无损检测,小波分析,单片机, |
| 【英关键词】 | pipeline,ultrasonic,NDT,wavelet analysis,singlechip, |
| 【分类导航】 | 工业技术>石油、天然气工业>石油机械设备与自动化>油气开采机械设备>抽油机械设备>抽油机 |
| 【论文摘要】 |
抽油管螺纹区由于其结构上的特殊性及螺纹本身具有缺陷的特征，应用通常的检测方法很难对缺陷检测，抽油管螺纹部分与管体一样，在长期使用过程中产生缺陷，例如，材料缺陷或热处理质量不符合要求，螺纹加工质量差等。5兆赫兹的长波长表面波已经应用于监控表面缺陷的增长，应用时样品放在旋转可伸长的载体上。螺纹区的缺陷主要表现为螺纹断裂，根部裂缝，粘螺纹等。这些缺陷如不及时发现，将影响到石油作业的安全。
本文介绍采用超声波技术研制抽油管螺纹区裂纹检测的传感器，检测出螺纹区内的缺陷信号，利用MATLAB环境下的小波处理技术滤掉缺陷的干扰信号，识别缺陷的损伤程度。
此外，本文提出了一种采用小波技术对超声波检测信号进行初步降噪，然后采用基于快速傅立叶逆变换(IFFT)小波矩的快速算法进行插值处理的方法，对超声波信号图像细节特征进行了提取检测，通过比对模极大值点捕捉缺陷位置，获得了良好的检测效果。
在文章最后，本文研究了利用超声波进行对输油管道的厚度进行则量的方法。并设计相关硬件电路，同时在KeilμVision环境下进行程序调试，对抽油管壁的厚度实现定量测量。并设计电路使得测得的厚度值通过发光二极管显示... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-7 |
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ABSTRACT |
7-15 |
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第一章 绪论 |
15-22 |
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1.1 课题的来源、目的及意义 |
15-16 |
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1.2 现有检测技术及项目发展现状 |
16-18 |
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1.2.1 国外概况 |
16-17 |
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1.2.2 国内概况 |
17-18 |
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1.3 几种主要方法优缺点比较 |
18-20 |
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1.3.1 敲击法 |
18 |
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1.3.2 漏磁法 |
18-19 |
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1.3.3 涡流法 |
19-20 |
|
1.4 课题研究方案 |
20-22 |
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第二章 检测方法及原理 |
22-38 |
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2.1 超声波及表面波原理 |
22-28 |
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2.1.1 超声波 |
22 |
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2.1.2 圆盘辐射的纵波声场 |
22-25 |
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2.1.3 超声波的衍射 |
25-26 |
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2.1.4 超声表面波的性质及超声表面波探伤 |
26 |
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2.1.5 缺陷长度及深度评定 |
26-27 |
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2.1.6 影响表面波测量的因素 |
27-28 |
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2.2 高频声电传感器及超声波探头 |
28-29 |
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2.2.1 传感器 |
28 |
|
2.2.2 超声波探头 |
28-29 |
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2.2.3 透声楔 |
29 |
|
2.3 小波分析方法 |
29-35 |
|
2.3.1 小波分析 |
30-31 |
|
2.3.2 小波分析的基本方法 |
31 |
|
2.3.3 小波基函数的影响分析 |
31-32 |
|
2.3.4 主要小波基函数的性质比较 |
32-33 |
|
2.3.5 模极大值及信号奇异点与Lipschitz指数的关系 |
33-35 |
|
2.4 Matlab及单片机处理 |
35-38 |
|
2.4.1 结合Matlab的小波分析 |
35 |
|
2.4.2 数据采集和单片机处理 |
35-36 |
|
2.4.3 AD转换和信号处理 |
36-38 |
|
第三章 管口螺纹区超声波检测 |
38-50 |
|
3.1 传感器的研制 |
38-42 |
|
3.1.1 超声波探头的研制 |
38-40 |
|
3.1.2 超声波探头的结构设计 |
40-42 |
|
3.2 机械结构图及工作方式 |
42-43 |
|
3.3 超声波放大电路 |
43-45 |
|
3.4 结合探伤仪的实验步骤 |
45-47 |
|
3.4.1 超声波探伤仪的基本使用和调节 |
46 |
|
3.4.2 利用试块进一步调节仪器和探头 |
46-47 |
|
3.4.3 利用仪器测定缺陷 |
47 |
|
3.5 管口螺纹区锥度变化的检测 |
47-50 |
|
第四章 小波分析及奇异点检测 |
50-55 |
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4.1 用小波函数进行降噪处理 |
50-52 |
|
4.1.1 初步降噪处理 |
50-52 |
|
4.2 连续小波变换检测信号奇异点 |
52-53 |
|
4.3 用ifft插值算法进一步确定超声波缺陷信号的位置 |
53-55 |
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第五章 管壁厚度测量及单片机数据处理 |
55-69 |
|
5.1 轮式探头的结构 |
55-64 |
|
5.1.1 超声信号处理 |
56-64 |
|
5.2 单片机及外围电路设计 |
64-69 |
|
5.2.1 采样电路 |
64-66 |
|
5.2.2 检测系统的定位 |
66-67 |
|
5.2.3 数据的显示和存储 |
67-69 |
|
第六章 结论 |
69-71 |
|
6.1 课题完成的内容 |
69 |
|
6.2 存在问题 |
69-70 |
|
6.3 展望 |
70-71 |
|
6.3.1 控制方法方面 |
70 |
|
6.3.2 信号处理方面 |
70-71 |
|
参考文献 |
71-74 |
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附录 |
74-98 |
|
致谢 |
98-99 |
|
研究成果及发表的学术论文 |
99-100 |
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作者简介 |
100-101 |
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北京化工大学 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
101-102 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385725 |
