天然氣管道缺陷檢測系統(tǒng)設計研究.pdf

1、這些年來,由天然氣管道泄漏引起的爆炸事故逐年增加,這是由于管道使用時間長、維護保養(yǎng)不到位、管道內壁缺陷發(fā)現(xiàn)不及時等原因引起的,因此需要加大對天然氣管道內壁缺陷的檢測研究。
　　隨著超聲波檢測理論的成熟、數(shù)字信號處理技術以及自動化與智能化技術等學科和技術的迅猛發(fā)展,利用超聲波檢測技術進行管道檢測有著檢測速度快、效率高、結果準確、沒有環(huán)境污染和成本小等優(yōu)勢,因此應用范圍很廣泛。本文以天然氣管道為研究對象,利用脈沖反射法檢測管道缺陷,以

2、DSP芯片為核心的數(shù)字信號處理技術應用到超聲波檢測系統(tǒng)中,并通過SD卡存儲數(shù)據(jù)。
　　本文是針對天然氣管道內壁進行缺陷識別,首先對機器人本體結構部分進行了設計,包括驅動調速結構、超聲波探頭的排列方式以及安全性的設計;然后通過對超聲波檢測理論與技術的分析,提出基于數(shù)字信號處理器(DSP)的超聲檢測系統(tǒng)的總體設計方案;系統(tǒng)的硬件設計主要包括超聲波發(fā)射電路以及接收電路中的信號限幅保護、放大、濾波設計,DSP應用系統(tǒng)設計包括電源設計、時鐘

3、和復位電路、電池的選擇以及存儲器SD卡接口電路設計。系統(tǒng)的軟件設計包含有DSP系統(tǒng)初始化、A/D信號轉換的軟件實現(xiàn)以及SD存儲卡的在SPI模式下實現(xiàn)SD存儲卡的底層讀寫,并建立文件系統(tǒng)實現(xiàn)對SD存儲卡的文件操作。
　　超聲回波信號是一種非平穩(wěn)時變信號,不僅包含很多有用信息,同時還夾雜著大量的噪聲信號,最常使用小波閾值去噪法進行降噪,但不同的閾值函數(shù)對信號去噪能力是有非常大的差異,通過對軟硬閾值函數(shù)的分析,構造一個新的閾值函數(shù),它能