大口径埋地管道超声波在线管壁测厚系统的研究

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1、北京化工大学硕士学位论文大口径埋地管道超声波在线管壁测厚系统的研究姓名：苏璐申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：陈娟20050529北京化工大学硕十学位论文大口径埋地管道超声波在线管壁测厚系统的研究摘要管道运输已经成为全国五大运输行业之一，在国民经济和生产中占有重要的位置，目前硒部大开发的“西气东输”重大工程已经全面开工，十五期间共有近2万公里的“西气东输”管网将建成。据管道工程部门调查，埋地输气管道在使役之中的腐蚀孔洞、应力裂纹始发经常不是在外表面，而是在其内部。因此管道内部检测比管道的外部检测就显得更加重要，此外由于腐蚀等原因，地下管道的壁厚会逐渐变薄，严重

2、影响了管道使用时的安全性，目前采用的方法是定期更换全部管道，造成极大浪费，因此研制～套检测系统以解决上述问题，有非常重要的应用价值。本课题中设计了一套轮式自行走车检测装置，该装置适用于直径在20cm左右的埋地输气管道。行走车的车体由万向节连接的多节套筒组成。各种检测设备分别安装在每个套筒上。研究过程中设计的超声波轮式探头，发出超声波信号测量管道壁厚。轮式探头内部使用了用来加强信号强度的聚焦探头。该装置在管道内部进行检测时，不需要与外界联系，检测数据分别被存储在摄像机和存储芯片里。自身携带的单片机里存有控制程序，完成对行走车的控制，超声波信号的处理I北京化丁=大学硕十学位论文也由

3、行走车上携带的集成电路进行。检测过程中，该套装置完全自动工作，不需要外界控制。并且设计了实时同步测距装置。保证了对检测位置的确定。研究的整套装置由机械行走部分、超声波测量部分、CCD成像部分、里程轮和电路处理及单片机部分组成。研究论文分别对这几部分的设计原理和实现方法作了介绍。关键词：超声波，轮式探头，管道检测，5l单片机北京化工大学硕十学位论文SubjectofAnUltrasonicdetectingSystemtoWallthicknessofLarge-diameterundergroundgaspipeAbstractGastransportationhasbecom

4、eoneofthefivebiggesttransportationbusinesseswhichplaysallimportantroleinnationaleconomyandproduction．Atpresentgastransferprojectfromwesterntoeasternhasbeenstartedroundly．DuringtheTenth-FivePlan，nearlytwentythousandKmpipe-netof“gastransferfromwesterntoeastern'’werefinished．Accordingtotheinves

5、tigationfromthepipe·engineeringdepartment，mostoferodingholesandpressurecracksinundergroundpipeappearnotintheexternalsurfacebuttheinnersurface．Sodetectingtheinnerpipeismoreimportantthantheexternalofpipe．Besidesthese，thepipes’wallwillbethickerintheirusage，whichaffectsthesafetyofpipeseriously．T

6、hepresentwaytosolvetheproblemistochangethewholepipe．Butitwastesmuchmoney．Soitisveryimportanttodevelopanewdetectingsystemtosolvethisproblem．AsetofmoveabledetectingequipmentofCarwithmilersisintroducedinthispaper,whichisappropriatetopipeswith20cmdiameters．Thebodyofthecariscomposedofsleevepieces

7、jointedbyuniversaljoint．Thedetectingdevicearesetoneachsleevepiece．Arollerultrasonicprobewasdesignedinthesubject，anditsendsultrasonicwavetodetectthepipewall’Sthickness，IntherollerultrasonicprobeisaultrasonicfocusingprobewhichCanstrengthenthesignal．W