油气管道电磁超声法检测的信号处理

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第27卷第3期石油学报Vo1．27NO．3ACTAPETROLEISINICAMay20062006年5月文章编号：0253—2697(2006)03—0112—03油气管道电磁超声法检测的信号处理李莺莺靳世久曹丽娜(天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072)摘要：为从油气管道电磁超声检测的反射信号中提取出有用信息采用了新的时域分析技术进行电磁超声反射信号的处理。对该算法进行了数学推导，数学仿真试验证明，该算法具有高的抗干扰性。当设置的初始频率偏离输入信号频率20％时

2、，输出信号仍可以正常收敛。实际信号处理表明，该方法可以明显地降低电磁超声回波信号的噪声，有助于提高电磁超声管道检测器的测量精度。关键词：油气管道；在线检测；电磁超声法；噪音消除；信号处理中圈分类号：TE873．6文献标识码：ASignalprocessingofelectromagneticultrasonicdetectionforoil—gaspipelinesLiYingyingJinShijiuCaoLina(SchoolofPrecisionInstrumentsandPhotoelectricEngineeri

3、ng，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Reflectedsignalsintheelectromagneticultrasonicdetectionofoil—gaspipelineweretreatedusinganoveltime-domainmeth—od．Anewalgorithmispresented．Themathematicsimulationexemplifiedthatthisalgorithmhasbetteranti—jammingprop

4、erty．Theoutputsignalcanbeconvergednormallywhenthedesignedfrequencydepartstheinputsignalfrequencyby20％．ThetestedresultofelectromagneticsignaldetectionshowsthevalidityofthismethodtOeliminatenoiseofelectromagneticultrasonicsignalandimprovemeasurementprecisionofelectr

5、omagneticdetectorusedfordetectingpipeline．Keywords：oil—gaspipeline；in—linedetection；electromagneticultrasonictechnique；noiseelimination；signalprocessing在管道检测手段中，漏磁法_1和压电超声法管道时变参数。理想频域分析方法——离散傅立叶变换在检测器的应用最为广泛，漏磁检测器不需要耦合剂，但输入信号的频率随时间变化的情况下就失去了其有效分辨率和准确率较低；压电超声管道检测器则

6、测量精性。非线性的自适应滤波时频信号处理方法在处理非度高，数据解读清晰，但需要耦合剂，这就使其在输气线性、非稳态问题有较好的性能，但它的结构复杂，灵管道上的应用变得复杂]。敏度主要依赖于初始参数。笔者采用的时域分析方法电磁超声技术(EMAT)是20世纪70年代发展起是以上两种正弦信号提取方法的结合，它可以处理频来的无损检测新技术。这一技术是以洛仑兹力、磁致率变化较大的信号。伸缩力、电磁力为基础，用电磁感应涡流原理激发超声算法的目的就是从输入信号中提取出一个特定频波。然而EMAT技术具有较大的插入损耗，其转换率成分的信号。在

7、典型情况下，输入信号U(f)可以表效率低，由于受到噪声的污染，接收的超声信号质量较示成差。前人采用合适的信号处理方法来消除噪声[3和识别缺陷]。笔者采用时域分析方法来提取淹没在噪(f)一∑L_0Asin(wt+)+(f)(1)声中的时变正弦信号，可以提高EMAT信号的质量。其中，(f)代表所有的未知噪声。定义1特定频率成分信号提取的算法(￡)一[A(￡)，∞(￡)，(￡)]电磁超声技术多采用脉冲能量，如脉冲调制正弦为属于参数空间@的参数矢量。参数空间的表达式波激发换能器，其回波信号应为频率与激励脉冲频率为相同的调幅信号，但

8、是，噪声的叠加使得输出信号为非稳态信号，其中各种频率正弦成分的幅值、相位等均为@一{[A'i‰“)基金项目：国家自然科学基金项目(No．69974025)资助。作者简介：李莺莺，女，1979年10月生，2003年获天津大学精密仪器及机械专业工学硕士学位，现为天津大学博士研究生，主要从事无损检测、精密测试