一種大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測噪聲干擾數(shù)據(jù)篩選方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測噪聲干擾數(shù)據(jù)篩選方法，包括以下步驟：在位于儲(chǔ)罐罐壁下部的主檢測傳感器上方布置護(hù)衛(wèi)傳感器，通過護(hù)衛(wèi)傳感器和主檢測傳感器針對(duì)同一個(gè)聲發(fā)射信號(hào)被觸發(fā)的先后順序，對(duì)聲發(fā)射信號(hào)源進(jìn)行位置區(qū)分，進(jìn)而屏蔽來自非罐底區(qū)域的噪聲信號(hào)。本發(fā)明通過布置護(hù)衛(wèi)傳感器，并使用一定的數(shù)據(jù)篩選方法，將來自儲(chǔ)罐底板上方的干擾信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)濾除，有效減少聲發(fā)射檢測過程中的撞擊數(shù)，從而使得主檢測傳感器能夠更準(zhǔn)確地接收來自儲(chǔ)罐罐底板的腐蝕信號(hào)，以得到更為準(zhǔn)確的儲(chǔ)罐罐底板腐蝕數(shù)據(jù)，提高大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【專利說明】一種大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測噪聲干擾數(shù)據(jù)篩選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聲無損檢測領(lǐng)域，具體涉及發(fā)射信號(hào)數(shù)據(jù)分析，尤其是涉及一種大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測噪聲干擾數(shù)據(jù)篩選方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年，采用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)儲(chǔ)罐罐底腐蝕狀況進(jìn)行在線評(píng)估得到了廣泛應(yīng)用。這是一種能進(jìn)行在線檢測的非侵入式、不停產(chǎn)、不清罐、經(jīng)濟(jì)適用的罐底腐蝕狀況評(píng)估技術(shù)。
[0003]聲發(fā)射罐底腐蝕在線檢測主要接收儲(chǔ)罐罐底腐蝕信號(hào)以及與腐蝕相關(guān)的其他信號(hào)，如氧化物、水化物、氣泡等(這些信號(hào)也是由于腐蝕產(chǎn)物的活性而產(chǎn)生，其信號(hào)的強(qiáng)烈程度可以間接表征腐蝕發(fā)生的強(qiáng)烈過程)。這些信號(hào)構(gòu)成了大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測評(píng)估的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。但是，在大型儲(chǔ)罐進(jìn)行聲發(fā)射的檢測過程中，會(huì)收到大量來自外界干擾的無效信號(hào)，大大影響了評(píng)估結(jié)果。這其中就包括電磁噪音干擾、機(jī)械噪音干擾和罐體本身(罐頂?shù)温湫盘?hào))的干擾。電磁噪音干擾主要來自檢測設(shè)備自身和液位計(jì)等，檢測設(shè)備的電磁信號(hào)可以通過電源接地等方法進(jìn)行消除。機(jī)械噪音干擾一般來說，與罐體直接連接的機(jī)械結(jié)構(gòu)都有可能在檢測過程中造成影響，如管道、浮盤、盤管等，風(fēng)力的變化也會(huì)產(chǎn)生機(jī)械噪音。不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生不同的影響，但是，機(jī)械噪音可以在檢測過程，通過檢測人員觀察進(jìn)行人為消除。
[0004]還有一種干擾信號(hào)來自于儲(chǔ)罐罐壁上方和罐頂板產(chǎn)生的信號(hào)，對(duì)于拱頂儲(chǔ)罐而言，由于罐內(nèi)存儲(chǔ)油品的揮發(fā)特性，使得罐體內(nèi)部上端存在大量的氣相區(qū)，氣相區(qū)在一定的溫度和濃度條件下，將附著在罐頂部不斷凝結(jié)，凝結(jié)點(diǎn)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(zhì)中；對(duì)于內(nèi)浮頂和外浮頂而言，雖然不存在回滴噪聲，但是由于浮盤與油品直接接觸，所以浮盤很容易發(fā)生腐蝕，從而產(chǎn)生腐蝕聲發(fā)射信號(hào)；并且，儲(chǔ)罐的罐壁也會(huì)產(chǎn)生一定量的聲發(fā)射信號(hào)，這些信號(hào)來自于油品腐蝕、罐壁產(chǎn)生的應(yīng)力集中以及外界風(fēng)沙對(duì)罐壁的“敲擊”等。這類噪聲信號(hào)同樣會(huì)被安置于罐壁下部的聲發(fā)射傳感器接收到，這些來自于罐壁和罐頂?shù)男盘?hào)能量較高，對(duì)最終的數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生了很大的影響，不僅增加了用于評(píng)估結(jié)果的聲發(fā)射信號(hào)撞擊的數(shù)量，對(duì)最終的聲發(fā)射結(jié)果評(píng)級(jí)產(chǎn)生誤差，而且這些信號(hào)還會(huì)被用于聲發(fā)射源的定位，導(dǎo)致定位結(jié)果出現(xiàn)誤差。這種類型的聲發(fā)射信號(hào)無法通過人工識(shí)別和濾除，到目前為止還沒有較為有效的篩除方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測噪聲干擾數(shù)據(jù)篩選方法，該方法用來識(shí)別大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測過程中有效的源信號(hào)，篩除掉外界干擾信號(hào)，從而提高聲發(fā)射檢測評(píng)估的準(zhǔn)確性。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是:
[0007]—種大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測噪聲干擾數(shù)據(jù)篩選方法，包括以下步驟:
[0008](I)在位于儲(chǔ)罐罐壁下部的主檢測傳感器上方對(duì)應(yīng)布置護(hù)衛(wèi)傳感器；[0009](2)確定護(hù)衛(wèi)傳感器和主檢測傳感器針對(duì)同一個(gè)聲發(fā)射信號(hào)被觸發(fā)的先后順序，如果該信號(hào)首先被護(hù)衛(wèi)傳感器接收到，則可確認(rèn)為來自非罐底區(qū)域的聲音信號(hào)，并進(jìn)行濾除，濾除的時(shí)間長度為t，其中:t = D/V ；
[0010]—t，信號(hào)在儲(chǔ)罐內(nèi)傳播的最長時(shí)間，s
[0011]D，儲(chǔ)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(hào)首先被主檢測傳感器接收到，則可確認(rèn)為來自罐底區(qū)域的聲音信號(hào)，并進(jìn)行保留，保留的時(shí)間長度也為t，依次類推，完成整組數(shù)據(jù)的噪聲濾除。
[0014]優(yōu)選的，所述儲(chǔ)罐罐壁上護(hù)衛(wèi)傳感器與主檢測傳感器的個(gè)數(shù)相等。
[0015]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0016]本發(fā)明通過布置護(hù)衛(wèi)傳感器，并使用一定的數(shù)據(jù)篩選方法，將來自儲(chǔ)罐底板上方的干擾信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)濾除，有效減少聲發(fā)射檢測過程中的撞擊數(shù)，從而使得主檢測傳感器能夠更準(zhǔn)確地接收來自儲(chǔ)罐罐底板的腐蝕信號(hào)，以得到更為準(zhǔn)確的儲(chǔ)罐罐底板腐蝕數(shù)據(jù)，提高大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1示出本發(fā)明中護(hù)衛(wèi)傳感器的安裝位置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明提出一種大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測噪聲干擾數(shù)據(jù)篩選方法，通過采用護(hù)衛(wèi)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)濾除，大大提升了罐底板腐蝕狀況評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]一種大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測噪聲干擾數(shù)據(jù)篩選方法，具體步驟如下:
[0020](I)在位于儲(chǔ)罐罐壁下部的主檢測傳感器上方對(duì)應(yīng)布置護(hù)衛(wèi)傳感器，如圖1所示，護(hù)衛(wèi)傳感器與主檢測傳感器的布置個(gè)數(shù)相等。
[0021](2)確定護(hù)衛(wèi)傳感器和主檢測傳感器針對(duì)同一個(gè)聲發(fā)射信號(hào)被觸發(fā)的先后順序，如果該信號(hào)首先被護(hù)衛(wèi)傳感器接收到，則可確認(rèn)為來自非罐底區(qū)域的聲音信號(hào)，并進(jìn)行濾除，濾除的時(shí)間長度為t，其中:t = D/V ；
[0022]——t，信號(hào)在儲(chǔ)罐內(nèi)傳播的最長時(shí)間，s
[0023]-D,儲(chǔ)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(hào)首先被主檢測傳感器接收到，則可確認(rèn)為來自罐底區(qū)域的聲音信號(hào)，并進(jìn)行保留，保留的時(shí)間長度也為t，依次類推，完成整組數(shù)據(jù)的噪聲濾除。
[0026]上述大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測噪聲干擾數(shù)據(jù)篩選方法基于以下原理:
[0027](I)如果聲發(fā)射信號(hào)來自儲(chǔ)罐頂部，根據(jù)聲音傳播的先后順序，肯定是布置在頂圈的護(hù)衛(wèi)傳感器首先接收到信號(hào)，然后才是底部的主傳感器接收到，由此可以確定這個(gè)信號(hào)是來自罐底板的上部。
[0028](2)—個(gè)聲發(fā)射信號(hào)的在儲(chǔ)罐內(nèi)部傳播的最長時(shí)間，可以通過公式t = D/V進(jìn)行計(jì)算，信號(hào)在儲(chǔ)罐內(nèi)傳播的最長時(shí)間，s ;D，儲(chǔ)罐直徑，m;V，聲音在油品中的傳播速率，m/s。
[0029](3)聲發(fā)射信號(hào)在油品中的傳播時(shí)間為毫秒級(jí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩個(gè)聲發(fā)射信號(hào)之間的時(shí)間間隔。因此，對(duì)于一組聲發(fā)射檢測數(shù)據(jù)信號(hào)，如果一個(gè)信號(hào)首先被護(hù)衛(wèi)傳感器接收到，那么就可以確認(rèn)為來自罐底頂部的聲音信號(hào)，進(jìn)行濾除，濾除的時(shí)間長度為t。依次類推，完成整組數(shù)據(jù)的噪聲濾除。
[0030]為了更加清楚的描述本發(fā)明，下面通過詳細(xì)的實(shí)施案例來進(jìn)行說明。
[0031]以一個(gè)存儲(chǔ)汽油的5000m3內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐為例，儲(chǔ)罐直徑D = 21m，聲音在汽油介質(zhì)中的傳播速率V = 1250m/s,因此，聲音在儲(chǔ)罐中的最大傳播時(shí)間為t = 0.018s。下面是一組聲發(fā)射檢測信號(hào)數(shù)據(jù)，儲(chǔ)罐一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的撞擊數(shù)，見表1:
[0032]其中1~6通道為主檢測傳感器，7~12通道為護(hù)衛(wèi)傳感器。
[0033]序號(hào)I為第一個(gè)撞擊，其接收到的通道為第11通道，屬于護(hù)衛(wèi)傳感器，因此，將在此時(shí)間575.2881s后的0.018s時(shí)間段內(nèi)的撞擊數(shù)全部刪除，即為第I到第12個(gè)撞擊；第13個(gè)撞擊首先為6通道收到，屬于有效撞擊，因此，將在此時(shí)間576.4155s后的0.018s時(shí)間段內(nèi)的撞擊數(shù)全部保留，即保留第13到第24個(gè)撞擊為有效撞擊。以此類推，完成有效的聲發(fā)射撞擊數(shù)據(jù)篩選。
[0034]從表1中可以看出，總共35個(gè)撞擊數(shù)最終通過數(shù)據(jù)篩選，剩余的撞擊數(shù)減少為12個(gè)，采用護(hù)衛(wèi)傳感器后產(chǎn)生的撞擊數(shù)明顯減少。這也說明采集到的信號(hào)中有一部分信號(hào)是從非罐底區(qū)域產(chǎn)生的，其產(chǎn)生的撞擊數(shù)量甚至比罐底產(chǎn)生的聲發(fā)射撞擊數(shù)還要多。因此，采用護(hù)衛(wèi)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)濾除，大大提升了罐底板腐蝕狀況評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0035]表1
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測噪聲干擾數(shù)據(jù)篩選方法，其特征在于包括以下步驟: (1)在位于儲(chǔ)罐罐壁下部的主檢測傳感器上方對(duì)應(yīng)布置護(hù)衛(wèi)傳感器； (2)確定護(hù)衛(wèi)傳感器和主檢測傳感器針對(duì)同一個(gè)聲發(fā)射信號(hào)被觸發(fā)的先后順序，如果該信號(hào)首先被護(hù)衛(wèi)傳感器接收到，則可確認(rèn)為來自非罐底區(qū)域的聲音信號(hào)，并進(jìn)行濾除，濾除的時(shí)間長度為t，其中:t = D/V ； ——t，信號(hào)在儲(chǔ)罐內(nèi)傳播的最長時(shí)間，s ——D，儲(chǔ)罐直徑，m ; ——V，聲音在油品中的傳播速率，m/s 如果該信號(hào)首先被主檢測傳感器接收到，則可確認(rèn)為來自罐底區(qū)域的聲音信號(hào)，并進(jìn)行保留，保留的時(shí)間長度也為t，依次類推，完成整組數(shù)據(jù)的噪聲濾除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測噪聲干擾數(shù)據(jù)篩選方法，其特征在于:所述儲(chǔ)罐罐壁上護(hù)衛(wèi)傳感器與主檢測傳感器的個(gè)數(shù)相等。
【文檔編號(hào)】G01N29/14GK103995055SQ201410220308
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】張玉平, 張衛(wèi)華, 陶彬, 郎需慶 申請(qǐng)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