一種大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法
2024-02-04 16:07:15
一種大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法
【專利摘要】本發明公開了一種大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法，包括以下步驟：在位於儲罐罐壁下部的主檢測傳感器上方布置護衛傳感器，通過護衛傳感器和主檢測傳感器針對同一個聲發射信號被觸發的先後順序，對聲發射信號源進行位置區分，進而屏蔽來自非罐底區域的噪聲信號。本發明通過布置護衛傳感器，並使用一定的數據篩選方法，將來自儲罐底板上方的幹擾信號進行數據濾除，有效減少聲發射檢測過程中的撞擊數，從而使得主檢測傳感器能夠更準確地接收來自儲罐罐底板的腐蝕信號，以得到更為準確的儲罐罐底板腐蝕數據，提高大型儲罐聲發射檢測評估結果的準確性。
【專利說明】一種大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於聲無損檢測領域，具體涉及發射信號數據分析，尤其是涉及一種大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法。
【背景技術】
[0002]近些年，採用聲發射技術對儲罐罐底腐蝕狀況進行在線評估得到了廣泛應用。這是一種能進行在線檢測的非侵入式、不停產、不清罐、經濟適用的罐底腐蝕狀況評估技術。
[0003]聲發射罐底腐蝕在線檢測主要接收儲罐罐底腐蝕信號以及與腐蝕相關的其他信號，如氧化物、水化物、氣泡等(這些信號也是由於腐蝕產物的活性而產生，其信號的強烈程度可以間接表徵腐蝕發生的強烈過程)。這些信號構成了大型儲罐聲發射檢測評估的數據基礎。但是，在大型儲罐進行聲發射的檢測過程中，會收到大量來自外界幹擾的無效信號，大大影響了評估結果。這其中就包括電磁噪音幹擾、機械噪音幹擾和罐體本身(罐頂滴落信號)的幹擾。電磁噪音幹擾主要來自檢測設備自身和液位計等，檢測設備的電磁信號可以通過電源接地等方法進行消除。機械噪音幹擾一般來說，與罐體直接連接的機械結構都有可能在檢測過程中造成影響，如管道、浮盤、盤管等，風力的變化也會產生機械噪音。不同的機械結構在運行過程中會產生不同的影響，但是，機械噪音可以在檢測過程，通過檢測人員觀察進行人為消除。
[0004]還有一種幹擾信號來自於儲罐罐壁上方和罐頂板產生的信號，對於拱頂儲罐而言，由於罐內存儲油品的揮發特性，使得罐體內部上端存在大量的氣相區，氣相區在一定的溫度和濃度條件下，將附著在罐頂部不斷凝結，凝結點不斷增大，在重力的作用下重新滴落到浮盤上或者直接滴落到油品介質中；對於內浮頂和外浮頂而言，雖然不存在回滴噪聲，但是由於浮盤與油品直接接觸，所以浮盤很容易發生腐蝕，從而產生腐蝕聲發射信號；並且，儲罐的罐壁也會產生一定量的聲發射信號，這些信號來自於油品腐蝕、罐壁產生的應力集中以及外界風沙對罐壁的「敲擊」等。這類噪聲信號同樣會被安置於罐壁下部的聲發射傳感器接收到，這些來自於罐壁和罐頂的信號能量較高，對最終的數據分析產生了很大的影響，不僅增加了用於評估結果的聲發射信號撞擊的數量，對最終的聲發射結果評級產生誤差，而且這些信號還會被用於聲發射源的定位，導致定位結果出現誤差。這種類型的聲發射信號無法通過人工識別和濾除，到目前為止還沒有較為有效的篩除方法。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法，該方法用來識別大型儲罐聲發射檢測過程中有效的源信號，篩除掉外界幹擾信號，從而提高聲發射檢測評估的準確性。
[0006]本發明所採用的技術解決方案是:
[0007]—種大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法，包括以下步驟:
[0008](I)在位於儲罐罐壁下部的主檢測傳感器上方對應布置護衛傳感器；[0009](2)確定護衛傳感器和主檢測傳感器針對同一個聲發射信號被觸發的先後順序，如果該信號首先被護衛傳感器接收到，則可確認為來自非罐底區域的聲音信號，並進行濾除，濾除的時間長度為t，其中:t = D/V ；
[0010]—t，信號在儲罐內傳播的最長時間，s
[0011]D，儲iig直徑，m;
[0012]——V，聲音在油品中的傳播速率，m/s
[0013]如果該信號首先被主檢測傳感器接收到，則可確認為來自罐底區域的聲音信號，並進行保留，保留的時間長度也為t，依次類推，完成整組數據的噪聲濾除。
[0014]優選的，所述儲罐罐壁上護衛傳感器與主檢測傳感器的個數相等。
[0015]本發明的有益技術效果是:
[0016]本發明通過布置護衛傳感器，並使用一定的數據篩選方法，將來自儲罐底板上方的幹擾信號進行數據濾除，有效減少聲發射檢測過程中的撞擊數，從而使得主檢測傳感器能夠更準確地接收來自儲罐罐底板的腐蝕信號，以得到更為準確的儲罐罐底板腐蝕數據，提高大型儲罐聲發射檢測評估結果的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1示出本發明中護衛傳感器的安裝位置示意圖。
【具體實施方式】
[0018]本發明提出一種大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法，通過採用護衛傳感器進行數據濾除，大大提升了罐底板腐蝕狀況評估結果的準確性。下面結合附圖進行詳細說明。
[0019]一種大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法，具體步驟如下:
[0020](I)在位於儲罐罐壁下部的主檢測傳感器上方對應布置護衛傳感器，如圖1所示，護衛傳感器與主檢測傳感器的布置個數相等。
[0021](2)確定護衛傳感器和主檢測傳感器針對同一個聲發射信號被觸發的先後順序，如果該信號首先被護衛傳感器接收到，則可確認為來自非罐底區域的聲音信號，並進行濾除，濾除的時間長度為t，其中:t = D/V ；
[0022]——t，信號在儲罐內傳播的最長時間，s
[0023]-D,儲罐直徑，m ；
[0024]——V，聲音在油品中的傳播速率，m/s
[0025]如果該信號首先被主檢測傳感器接收到，則可確認為來自罐底區域的聲音信號，並進行保留，保留的時間長度也為t，依次類推，完成整組數據的噪聲濾除。
[0026]上述大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法基於以下原理:
[0027](I)如果聲發射信號來自儲罐頂部，根據聲音傳播的先後順序，肯定是布置在頂圈的護衛傳感器首先接收到信號，然後才是底部的主傳感器接收到，由此可以確定這個信號是來自罐底板的上部。
[0028](2)—個聲發射信號的在儲罐內部傳播的最長時間，可以通過公式t = D/V進行計算，信號在儲罐內傳播的最長時間，s ;D，儲罐直徑，m;V，聲音在油品中的傳播速率，m/s。
[0029](3)聲發射信號在油品中的傳播時間為毫秒級,遠遠大於兩個聲發射信號之間的時間間隔。因此，對於一組聲發射檢測數據信號，如果一個信號首先被護衛傳感器接收到，那麼就可以確認為來自罐底頂部的聲音信號，進行濾除，濾除的時間長度為t。依次類推，完成整組數據的噪聲濾除。
[0030]為了更加清楚的描述本發明，下面通過詳細的實施案例來進行說明。
[0031]以一個存儲汽油的5000m3內浮頂儲罐為例，儲罐直徑D = 21m，聲音在汽油介質中的傳播速率V = 1250m/s,因此，聲音在儲罐中的最大傳播時間為t = 0.018s。下面是一組聲發射檢測信號數據，儲罐一個時間段內的撞擊數，見表1:
[0032]其中1~6通道為主檢測傳感器，7~12通道為護衛傳感器。
[0033]序號I為第一個撞擊，其接收到的通道為第11通道，屬於護衛傳感器，因此，將在此時間575.2881s後的0.018s時間段內的撞擊數全部刪除，即為第I到第12個撞擊；第13個撞擊首先為6通道收到，屬於有效撞擊，因此，將在此時間576.4155s後的0.018s時間段內的撞擊數全部保留，即保留第13到第24個撞擊為有效撞擊。以此類推，完成有效的聲發射撞擊數據篩選。
[0034]從表1中可以看出，總共35個撞擊數最終通過數據篩選，剩餘的撞擊數減少為12個，採用護衛傳感器後產生的撞擊數明顯減少。這也說明採集到的信號中有一部分信號是從非罐底區域產生的，其產生的撞擊數量甚至比罐底產生的聲發射撞擊數還要多。因此，採用護衛傳感器進行數據濾除，大大提升了罐底板腐蝕狀況評估結果的準確性。
[0035]表1
[0036]
【權利要求】
1.一種大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法，其特徵在於包括以下步驟: (1)在位於儲罐罐壁下部的主檢測傳感器上方對應布置護衛傳感器； (2)確定護衛傳感器和主檢測傳感器針對同一個聲發射信號被觸發的先後順序，如果該信號首先被護衛傳感器接收到，則可確認為來自非罐底區域的聲音信號，並進行濾除，濾除的時間長度為t，其中:t = D/V ； ——t，信號在儲罐內傳播的最長時間，s ——D，儲罐直徑，m ; ——V，聲音在油品中的傳播速率，m/s 如果該信號首先被主檢測傳感器接收到，則可確認為來自罐底區域的聲音信號，並進行保留，保留的時間長度也為t，依次類推，完成整組數據的噪聲濾除。
2.根據權利要求1所述的一種大型儲罐聲發射檢測噪聲幹擾數據篩選方法，其特徵在於:所述儲罐罐壁上護衛傳感器與主檢測傳感器的個數相等。
【文檔編號】G01N29/14GK103995055SQ201410220308
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】張玉平, 張衛華, 陶彬, 郎需慶 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院