RU2626583C1 - Method for detecting and classifying changes in parameters of pipeline jacket and its environment - Google Patents

Method for detecting and classifying changes in parameters of pipeline jacket and its environment Download PDF

Info

Publication number
RU2626583C1
RU2626583C1 RU2016135127A RU2016135127A RU2626583C1 RU 2626583 C1 RU2626583 C1 RU 2626583C1 RU 2016135127 A RU2016135127 A RU 2016135127A RU 2016135127 A RU2016135127 A RU 2016135127A RU 2626583 C1 RU2626583 C1 RU 2626583C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
changes
calculated
intervals
lines
Prior art date
Application number
RU2016135127A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Надежда Никитична Нигрей
Борис Николаевич Епифанцев (умер)
Владимир Александрович Комаров
Екатерина Романовна Ищак
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)"
Priority to RU2016135127A priority Critical patent/RU2626583C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2626583C1 publication Critical patent/RU2626583C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: in a pipe jacket, a sequence of vibroacoustic pulses is excited at intervals exceeding the correlation interval of the noises existing in it, the sequence of counts of the recorded reactions for each action at the other end of the monitored pipeline section is summed up with previously obtained analogous counts, the resulting signal module is normalized and taken as the distribution density of count time intervals from the beginning to the end of the signal generated in the summing unit, according to this distribution, its estimations of expectation, mean square deviation, asymmetry and asymmetry are calculated, by the aggregate of each of these points, the regression lines of their averages and deviations from them are determined, these lines are compared with the lines calculated in the previous step and when the comparison results reach the set values, their behavior is predicted with increased in the summary amount to ensure permissible confidence limits of the calculated points, upon reaching which presence and type of changes in the pipeline system are estimated at the present moment.
EFFECT: increased reliability of detecting changes in parameters in the pipeline system and recognizing their type.
2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к контролю безопасности эксплуатируемых трубопроводов и может быть использовано для предотвращения установки врезок в трубу, боеприпасов для ее подрыва, имитаторов несанкционированных работ в охранной зоне пролегания трубопровода для дезинформации службы безопасности, а также обнаружения утечек продукта, промерзания грунта в текущий период, просадок, выпучиваний, парафинирования трубы.The invention relates to the safety control of operated pipelines and can be used to prevent the insertion of cuts into the pipe, ammunition for undermining it, simulators of unauthorized work in the security zone of the pipeline for disinformation of the security service, as well as detection of product leaks, freezing of the ground in the current period, subsidence, bulging, waxing pipes.

Известен способ обнаружения изменений состояний участка трубопровода по виброакустическим сигналам, формирующимся при несанкционированном взаимодействии субъекта с оболочкой трубы [Защита трубопроводов от несанкционированных врезок. / А.А. Казаков // Системы безопасности. - 2008. - №5. - С. 150-154]. Недостатком этого способа является малая номенклатура обнаруживаемых состояний (удар по трубе), запаздывание появления предупреждающего сигнала, исключающее возможность предотвратить нарушение целостности трубы и сопутствующую в результате этого чрезвычайную ситуацию.A known method of detecting changes in the state of a section of the pipeline by vibro-acoustic signals that are formed during unauthorized interaction of the subject with the shell of the pipe [Protection of pipelines from unauthorized taps. / A.A. Cossacks // Security Systems. - 2008. - No. 5. - S. 150-154]. The disadvantage of this method is the small nomenclature of the detected states (impact on the pipe), the delay in the appearance of a warning signal, eliminating the possibility of preventing a violation of the integrity of the pipe and the resulting emergency.

Известен способ обнаружения «аварийно-опасного» участка трубопровода, основанный на возбуждении ударных виброакустических импульсов в оболочке трубы с помощью приваренных к ней звукопроводящих стержней с последующим определением отношения резонансной частоты диагностируемого трубопровода к эталонной [Пат. 2350833 РФ, МПК F17D 5/00. Способ контроля и диагностики состояния трубопровода [Текст]. / Толстунов С.А., Мозер С.П., Толстунов А.С.]. В основу способа положено известное соотношение зависимости резонансной частоты пластины ƒ0 от ее толщины h: ƒ0=c/2h, с - скорость распространения продольных волн в трубопроводе. Использование этой закономерности для выявления земляных работ в охраняемой зоне не представляется возможным.A known method of detecting an "emergency" section of the pipeline, based on the excitation of shock vibroacoustic pulses in the shell of the pipe using welded to it sound conductive rods, followed by determining the ratio of the resonant frequency of the diagnosed pipeline to the reference [Pat. 2350833 RF, IPC F17D 5/00. A method for monitoring and diagnosing the condition of the pipeline [Text]. / Tolstunov S.A., Moser S.P., Tolstunov A.S.]. The method is based on the well-known ratio of the dependence of the resonant frequency of the plate ƒ 0 on its thickness h: ƒ 0 = c / 2h, and s is the propagation velocity of longitudinal waves in the pipeline. Using this pattern to identify earthworks in a protected area is not possible.

Известна заявка №2006137406/28 от 23.10.2006 (дата публикации заявки 27.04.2008) на способ и устройство дальнего обнаружения утечек в трубопроводе. Согласно заявке в перекачиваемом продукте создаются периодические волны давления, которые регистрируются на другом конце контролируемого участка. По искажению регистрируемой волны судят о наличии утечки на этом участке. Способ не позволяет фиксировать изменения, происходящие за пределами оболочки трубопровода.Known application No. 2006137406/28 dated 23.10.2006 (date of publication of the application 04/27/2008) for a method and device for early detection of leaks in a pipeline. According to the application, periodic pressure waves are generated in the pumped product, which are recorded at the other end of the controlled area. The distortion of the recorded wave judges the presence of leakage in this area. The method does not allow to record changes that occur outside the shell of the pipeline.

Известен способ обнаружения утечек на трубопроводном транспорте углеводородов, основанный на регистрации и анализе инфразвуковых сигналов в перекачиваемом продукте [Пат. US 666861982. Pattern matching for real time leak detection and location in pipelines (Распознавание образов для детектирования в реальном времени факта и локализации врезок в трубопроводы)] и в различных вариантах исполнения описанный в http://acoustic-solution-intl.com/faq_index.htm; www.grouplb.com; http://torinsk.ru/publication/25-mpp2007.html и др. Недостаток способа - регистрируется факт нарушения целостности трубопровода, а не подготовительные работы по установке врезки или боеприпаса.A known method for detecting leaks in the pipeline transport of hydrocarbons, based on the registration and analysis of infrasound signals in the pumped product [Pat. US 666861982. Pattern matching for real time leak detection and location in pipelines] and in various versions described in http://acoustic-solution-intl.com/faq_index .htm; www.grouplb.com; http://torinsk.ru/publication/25-mpp2007.html and others. The disadvantage of this method is the fact of violation of the integrity of the pipeline, and not preparatory work on the installation of a tie-in or ammunition.

Известен способ изменений параметров среды в окружении заглубленного магистрального трубопровода [Пат. 2463590 РФ, МПК G01N 29/04. Способ обнаружения изменений параметров среды в окружении заглубленного магистрального трубопровода. / Епифанцев Б.Н., Федотов А.А.]. Согласно способу в оболочке трубы возбуждают виброакустические сигналы, регистрируют их на удалении от места возбуждения, проводят накопление зарегистрированных сигналов, соответствующих конкретному состоянию объекта контроля, и принимают результат накопления за соответствующий эталон, с которым сравнивают накопленные сигналы в периоды проведения контроля. Недостатком способа является неизвестное количество накоплений при проведении операций обучения и тестирования, оно зависит от изменения погодных условий, режима перекачки продукта и др.A known method of changing environmental parameters in the environment of a buried trunk pipeline [US Pat. 2463590 RF, IPC G01N 29/04. A method for detecting changes in environmental parameters in the environment of a buried trunk pipeline. / Epifantsev B.N., Fedotov A.A.]. According to the method, vibroacoustic signals are excited in the pipe shell, recorded at a distance from the place of excitation, registered signals corresponding to the particular state of the test object are accumulated, and the accumulation result is taken as the corresponding standard with which the accumulated signals are compared during the monitoring periods. The disadvantage of this method is the unknown number of accumulations during training and testing operations, it depends on changes in weather conditions, product pumping mode, etc.

Из известных технических решений наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому является способ обнаружения дефектов в трубопроводах [Пат. 2439551 РФ, МПК G01N 29/04. Способ обнаружения дефектов в трубопроводах. / Алексеев С.П. и др.].Of the known technical solutions, the closest in combination of essential features to the claimed is a method for detecting defects in pipelines [Pat. 2439551 RF, IPC G01N 29/04. A method for detecting defects in pipelines. / Alekseev S.P. and etc.].

Согласно способу формируют акустические сигналы и регистрируют их после прохождения контролируемой среды, определяют плотность распределения зарегистрированных сигналов, вычисляют моменты полученных распределений, по величине которых судят о наличии изменений в контролируемой среде. Недостатком способа является выявление только одного изменения от нормативно установленного. Кроме того, способ работоспособен при высоком отношении сигнал/шум. В реальности это условие редко выполняется, и надежность обнаружения изменения в среде (наличие включения) оказывается недостаточной.According to the method, acoustic signals are generated and recorded after passing through the controlled medium, the distribution density of the recorded signals is determined, the moments of the obtained distributions are calculated, the magnitude of which is used to judge the presence of changes in the controlled medium. The disadvantage of this method is the identification of only one change from the normatively established. In addition, the method is operable with a high signal to noise ratio. In reality, this condition is rarely fulfilled, and the reliability of detecting changes in the environment (the presence of an inclusion) is insufficient.

Целью изобретения является увеличение надежности обнаружения значимых изменений параметров оболочки трубопровода и окружающей его среды при увеличении номенклатуры классифицируемых изменений.The aim of the invention is to increase the reliability of detection of significant changes in the parameters of the shell of the pipeline and its environment with an increase in the range of classified changes.

Указанная цель достигается тем, что виброакустические сигналы возбуждают в оболочке трубы следующими друг за другом воздействиями на ее поверхность через интервалы, превышающие интервал корреляции существующих в ней виброакустических шумов, последовательность отсчетов регистрируемых реакций на каждое воздействие на другом конце контролируемого участка трубопровода суммируют с ранее полученными аналогичными отсчетами, модуль результирующего сигнала нормируют и принимают за плотность распределения временных интервалов отсчетов от начала до конца сформированного в сумматоре сигнала, по этому распределению вычисляют его оценки математического ожидания, среднеквадратичного отклонения, асимметрии и эксцесса, а по совокупности каждого из этих моментов, полученных после очередного воздействия на трубопровод, определяют линии регрессии их средних и отклонений от них, сравнивают эти линии с вычисленными на предыдущем шаге и при достижении результатами сравнения ниже установленных значений прогнозируют их поведение с ростом количества суммирований для обеспечения допустимых доверительных границ вычисляемых моментов, по достижению которого принимают решение как о наличии, так и виде изменений в трубопроводной системе в текущий момент времени.This goal is achieved by the fact that vibroacoustic signals are excited in the pipe shell by successive influences on its surface at intervals exceeding the correlation interval of vibroacoustic noises existing in it, the sequence of counts of recorded reactions to each impact on the other end of the controlled section of the pipeline is summed with previously obtained similar samples, the module of the resulting signal is normalized and taken as the distribution density of the time intervals of samples about t of the beginning to the end of the signal generated in the adder, this distribution calculates its estimates of the mathematical expectation, standard deviation, asymmetry and excess, and the totality of each of these moments obtained after the next exposure to the pipeline determines the regression lines of their averages and deviations from them, compare these lines with those calculated in the previous step, and when the comparison results are below the set values, their behavior is predicted with an increase in the number of summations to ensure Permissible confidence limits calculated moments at which decide how the presence and form of changes in the pipeline system at the current time.

Кроме того, в промежутках между воздействиями на оболочку трубопровода регистрируют существующий в ней виброакустический шум, определяют его интервал корреляции, по которому устанавливают интервалы между возбуждениями виброакустических сигналов в оболочке трубы.In addition, in the intervals between the effects on the pipe shell, the vibro-acoustic noise existing in it is recorded, its correlation interval is determined by which the intervals between the vibrations of the vibro-acoustic signals in the pipe shell are set.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми к нему чертежами.The invention is illustrated by the following description and the accompanying drawings.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.In FIG. 1 shows a structural diagram of a device that implements the proposed method.

Фиг. 2 и 3 поясняют алгоритм формирования сигналов в сумматоре.FIG. 2 and 3 explain the signal generation algorithm in the adder.

На фиг. 2а и 3а приведены реализации шума, полученные моделированием случайного процесса с экспоненциальной корреляционной функцией и интервалом корреляции 100 мс. На первую из них аддитивно положен сигнал в виде косинусоидального импульса, на вторую - в виде логнормальной функции. Отношение сигнал/шум в обоих случаях 0,5. Фиг. 2б и 3б отражают результаты 50-кратного суммирования разных реализаций вида, представленных на фиг. 2а и 3а. Аналогичные функции показаны фиг. 2в и 3в, полученные при 100 суммированиях таких реализаций.In FIG. Figures 2a and 3a show noise realizations obtained by modeling a random process with an exponential correlation function and a correlation interval of 100 ms. On the first of them, a signal in the form of a cosine pulse is additively put, on the second - in the form of a log-normal function. The signal-to-noise ratio in both cases is 0.5. FIG. 2b and 3b reflect the results of a 50-fold summation of different implementations of the form shown in FIG. 2a and 3a. Similar functions are shown in FIG. 2c and 3c, obtained by 100 summations of such implementations.

На фиг. 4 проиллюстрированы изменения значений момента плотности распределения вида, показанного на фиг. 3, и его доверительных границ от количества суммирований (воздействий на объект контроля).In FIG. 4 illustrates changes in the values of the moment of distribution density of the kind shown in FIG. 3, and its confidence limits on the number of summations (effects on the object of control).

Обозначения на чертежах: 1 - изображение трубопровода; В - элемент возбуждения виброакустических сигналов в оболочке трубы; Г - генератор сигналов, П - приемник виброакустических сигналов, У - усилитель, ЛЗ - линия задержки, КЛ1 и КЛ2 - электронные ключи, В1 и В2 - вычислители, КОМ - коммутатор, N - число суммирований, ОСШ - отношение сигнал/шум, u(t) - нормированная амплитуда сигнала на интервале t-tkс, τс - длительность возбуждения поверхности оболочки трубы,

Figure 00000001
- средняя длительность формирующихся на выходе приемника сигналов, Л2 - линия регрессии момента распределения, Л1 и Л3 - изменения доверительных границ вычисляемого момента в зависимости от количества суммирований, Ny - количество суммирований, при котором вычисляемые линии регрессии Л13 на предыдущем шаге N=Ny-1 отличались от полученных на заранее установленную величину, Д12 - доверительные интервалы, допускаемые при оценке соответствующего момента распределения, штриховые кривые - прогноз доверительных границ с увеличением N.Designations in the drawings: 1 - image of the pipeline; B is an element for exciting vibroacoustic signals in a pipe shell; G - signal generator, P - receiver of vibro-acoustic signals, U - amplifier, LZ - delay line, KL 1 and KL 2 - electronic keys, B 1 and B 2 - calculators, KOM - switch, N - number of summations, SNR - signal ratio / noise, u (t) is the normalized signal amplitude in the interval tt k + τ s , τ s is the duration of the excitation of the pipe shell surface,
Figure 00000001
is the average duration of the signals formed at the output of the receiver, L 2 is the regression line of the distribution moment, L 1 and L 3 are changes in the confidence limits of the calculated moment depending on the number of summations, N y is the number of summations at which the calculated regression lines L 1 -L 3 at the previous step, N = N y -1 differed from those obtained by a predetermined value, D 1 -D 2 - confidence intervals allowed when assessing the corresponding moment of distribution, dashed curves - forecast of confidence boundaries with increasing N.

При воздействии элементом В на оболочку трубопровода в ней формируется виброакустический импульс, распространяющийся в направлении приемника П. В зависимости от соотношений волновых сопротивлений соприкасающихся систем «оболочка - перекачиваемый продукт», «оболочка - внешняя среда» часть энергии импульса переходит в указанные среды, причем доли покинувших оболочку виброакустических колебаний зависят от частоты их колебаний [Буденков С.А. и др. Оценка возможностей метода акустической эмиссии при контроле магистральных трубопроводов // Дефектоскопия, 2000, №2, С. 29-36]. В силу указанных причин форма импульса, сформированная в месте взаимодействия элемента В с поверхностью трубы, по мере распространения изменяется в зависимости от амплитудно-частотной характеристики канала распространения колебаний. Парафинирование внутренней стенки трубы изменяет соотношение волновых сопротивлений «оболочка трубы - перекачиваемый продукт», наблюдается не только изменение энергии импульса, но и его формы из-за зависимости волновых сопротивлений от частоты колебаний [Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. Т. 3. И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге. Ультразвуковой контроль. - М.: Машиностроение, 2006. - 864 с.].When element B acts on the pipe shell, a vibroacoustic pulse is formed in it, propagating in the direction of receiver P. Depending on the ratio of the wave impedances of the contacting systems “shell - pumped product”, “shell - external medium”, part of the pulse energy goes into these media, and vibroacoustic vibrations that have left the envelope depend on the frequency of their vibrations [S. Budenkov et al. Evaluation of the capabilities of the acoustic emission method for monitoring pipelines // Defectoscopy, 2000, No. 2, P. 29-36]. For these reasons, the shape of the pulse formed at the site of interaction of element B with the surface of the pipe, as it propagates, varies depending on the amplitude-frequency characteristics of the vibration propagation channel. Waxing of the inner wall of the pipe changes the wave impedance ratio “pipe sheath - pumped product”, not only the pulse energy changes, but also its shape due to the dependence of the wave resistances on the oscillation frequency [Non-destructive testing: Reference: V 8 t. / Under total. ed. V.V. Klyueva. T. 3. I.N. Ermolov, Yu.V. Lange. Ultrasonic inspection - M.: Mechanical Engineering, 2006. - 864 p.].

В оболочке трубопровода формируются случайные флуктуации механических (виброакустических) колебаний, порождаемые следующими причинами [Епифанцев Б.Н и др. Трубопроводный транспорт: нейтрализация новых угроз безопасности. - Омск: СибАДИ, 2006. - 295 с.]:Random fluctuations of mechanical (vibroacoustic) vibrations are generated in the pipeline shell caused by the following reasons [B. Epifantsev et al. Pipeline transport: neutralization of new security threats. - Omsk: SibADI, 2006. - 295 p.]:

- турбулентным характером движения перекачиваемого продукта;- the turbulent nature of the movement of the pumped product;

- ветровым фактором, формирующим через растительность сейсмические колебания в канале передачи «прозванивающих» виброакустических импульсов;- a wind factor forming seismic vibrations through the vegetation in the transmission channel of the “ringing” vibroacoustic pulses;

- проезжающим вблизи «охранной зоны» транспортом и т.д.- transport passing near the “security zone”, etc.

Регистрируемый приемником П сигнал оказывается соизмеримым или меньшим сренеквадратического отклонения сопутствующих шумов. В связи с этим для обнаружения поступающих сигналов требуется вводить операцию по увеличению отношения сигнал/шум. В качестве такой операции предлагается использовать накопление сигналов. Исследуемая задача допускает такую возможность - решение принимается по совокупности откликов на N «прозванивающих» виброакустических импульсов.The signal registered by the receiver P turns out to be comparable or less than the squared deviation of the accompanying noise. In this regard, to detect incoming signals, it is necessary to introduce an operation to increase the signal-to-noise ratio. It is proposed to use signal accumulation as such an operation. The problem under study admits this possibility - the decision is made by the totality of responses to N “ringing” vibroacoustic pulses.

Сформированный генератором Г электрический импульс преобразуется элементом возбуждения В в виброакустический, который «прозванивает» канал его распространения. Достигнув приемника П, он вновь преобразуется в электрический сигнал, поступающий через усилитель на линию задержки ЛЗ. По окончанию сигнала генератора Г коммутатор КОМ открывает ключи КЛ2, сформировавшийся за время работы генератора отклик на выходе приемника П переносится в вычислитель В2. После окончания импульса генератора Г на линию задержки ЛЗ поступает шумовой процесс, распределение интенсивности которого на интервале между «прозваниваниями» переносится коммутатором КОМ в вычислитель В1 перед появлением нового импульса генератора Г.The electric impulse formed by the generator G is converted by the excitation element B into a vibroacoustic, which “rings” the channel of its propagation. Having reached the receiver P, it is again converted into an electric signal coming through the amplifier to the delay line LZ. At the end of the signal generator G switch KOM opens the keys KL 2 , formed during the operation of the generator, the response at the output of the receiver P is transferred to the computer В 2 . After the end of the pulse of generator G, a noise process enters the delay line LZ, the intensity distribution of which in the interval between “ringing” is transferred by the KOM switch to the computer B 1 before the appearance of a new pulse of generator G.

В вычислителе В2 каждая поступающая реализация отклика из линии задержки ЛЗ суммируется с ранее записанными. В первой из них N=1 в основном просматривается шум, полезный сигнал не выделяется (фиг. 2а, 3а). После многих суммирований (процесс накопления) сигнал проявляется все отчетливее. Согласно принципу накопления приращение интенсивности сигнала пропорционально числу накоплений N, а шумов -

Figure 00000002
. Этот эффект справедлив, когда реализации шумов не коррелированны. Для обеспечения этого условия в вычислителе B1 определяется интервал корреляции текущих шумов τk и по нему устанавливается требуемая длительность импульса τс. Наилучший случай - равенство τсk. Система обнаружения оказывается адаптированной к изменениям шумовой обстановки в зоне контролируемого объекта.In the calculator B 2, each incoming implementation of the response from the delay line LZ is summed up with the previously recorded ones. In the first of them N = 1, noise is mainly visible, a useful signal is not allocated (Figs. 2a, 3a). After many summations (accumulation process), the signal appears more clearly. According to the principle of accumulation, the increase in signal intensity is proportional to the number of accumulations N, and for noise,
Figure 00000002
. This effect is true when noise implementations are not correlated. To ensure this condition, the correlation interval of the current noise τ k is determined in the calculator B 1 and the required pulse duration τ s is established from it . The best case is the equality τ c = τ k . The detection system is adapted to changes in the noise environment in the area of the controlled object.

По мере увеличения числа суммирований начинает выявляться форма принимаемого сигнала (фиг. 2, 3), по которой можно судить о характере изменения в канале распространения «прозванивающего» сигнала [Епифанцев Б.Н. и др. К оценке чувствительности виброакустической системы обнаружения локальных возмущений параметров среды в окружении магистрального трубопровода // Дефектоскопия. - 2015. - №2. - С. 17-26].As the number of summations increases, the form of the received signal begins to be detected (Fig. 2, 3), by which one can judge the nature of the change in the propagation channel of the “ringing” signal [Epifantsev B.N. et al. On the sensitivity assessment of a vibroacoustic system for detecting local disturbances in environmental parameters in the environment of a main pipeline // Defectoscopy. - 2015. - No. 2. - S. 17-26].

Описание этой формы возможно моментами формирующейся кривой. Такими моментами могут служить среднее, среднеквадратическое отклонение, асимметрия, эксцесс. Выполнение этой операции требует знания плотности распределения вероятностей. Если в качестве параметра распределения принять длительности от начала работы генератора в момент t-τk до очередного отсчета сигнала (количество отсчетов определяется выбранным количеством ключей КЛ2), то амплитуды отсчетов очередной суммы можно принять за значения вероятностей. Для этого необходимо использовать модуль сигнала u(t) (вероятности не могут быть отрицательными, данный эффект наблюдается в начале работы вычислителя (при N=1)). Второе условие сводится к выполнению нормировки значений отсчетов (их сумма должна равняться единице).The description of this form is possible by the moments of the forming curve. Such moments can be mean, standard deviation, asymmetry, excess. Performing this operation requires knowledge of the probability density function. If we take the duration from the start of the generator operation at the moment t-τ k to the next signal sample (the number of samples is determined by the selected number of KL 2 keys) as the distribution parameter, then the amplitudes of the samples of the next sum can be taken as probability values. For this, it is necessary to use the signal modulus u (t) (the probabilities cannot be negative, this effect is observed at the beginning of the operation of the calculator (for N = 1)). The second condition is reduced to the normalization of the values of the samples (their sum should be equal to one).

Наконец, следует решить вопрос, когда завершается процесс суммирования откликов канала прокладки трубопровода на «прозванивающие» сигналы. Фиг. 4 поясняет алгоритм нахождения ответа на этот вопрос.Finally, the question should be solved when the process of summing up the responses of the pipeline laying channel to “ringing” signals is completed. FIG. 4 explains the algorithm for finding the answer to this question.

Если N мало, разброс вычисляемых моментов по изложенной схеме значителен. С ростом N оценки моментов группируются около среднего (дисперсия оценок пропорциональна корню из 1/N). После каждого суммирования определяются линии регрессии оцениваемых параметров и отклонений от них (Л13). Если при очередном вычислении этих линий их отличие от предыдущих не превысит заданную величину, их поведение прогнозируется при увеличении N (штриховые линии на фиг. 4). Определяется далее, при каком значении N найденная оценка попадет в заданный доверительный интервал (Д12 на фиг. 4). Реализацией этого количества «прозванивающих импульсов» завершается цикл очередного испытания трубопроводной системы на наличие произошедших изменений.If N is small, the scatter of the calculated moments according to the above scheme is significant. With increasing N, the moment estimates are grouped near the average (the variance of the estimates is proportional to the root of 1 / N). After each summation, the regression lines of the estimated parameters and deviations from them (L 1 -L 3 ) are determined. If during the next calculation of these lines, their difference from the previous ones does not exceed the specified value, their behavior is predicted with increasing N (dashed lines in Fig. 4). It is further determined at which value of N the found estimate falls within a given confidence interval (D 1 -D 2 in Fig. 4). The implementation of this number of “ringing pulses” completes the cycle of the next test of the pipeline system for any changes that have occurred.

Перечень интересующих изменений реализуется на действующих в настоящее время полигонах. По каждому моделируемому изменению оценивается форма отклика при разных N и положение моментов формы с доверительными интервалами.The list of changes of interest is being implemented at current landfills. For each simulated change, the response form is evaluated for different N and the position of the shape moments with confidence intervals.

Claims (2)

1. Способ обнаружения и классификации изменений в оболочке трубопровода и окружающей его среде, основанный на возбуждении и регистрации виброакустических сигналов, формировании плотности распределения вероятностей регистрируемых сигналов и вычислении его моментов, вынесении решения по их значениям о появлении изменений в объекте контроля, отличающийся тем, что виброакустические сигналы возбуждают в оболочке трубы следующими друг за другом воздействиями на ее поверхность через интервалы, превышающие интервал корреляции существующих в ней виброакустических шумов, последовательность отсчетов регистрируемых реакций на каждое воздействие на другом конце контролируемого участка трубопровода суммируют с ранее полученными аналогичными отсчетами, модуль результирующего сигнала нормируют и принимают за плотность распределения временных интервалов отсчетов от начала до конца сформированного в сумматоре сигнала, по этому распределению вычисляют его оценки математического ожидания, среднеквадратичного отклонения, асимметрии и эксцесса, по совокупности каждого из этих моментов определяют линии регрессии их средних и отклонений от них, сравнивают эти линии с вычисленными на предыдущем шаге и при достижении результатами сравнения установленных значений прогнозируют их поведение с ростом числа суммирований для обеспечения допустимых доверительных границ вычисляемых моментов, по достижению которых судят как о наличии, так и виде изменений в трубопроводной системе в текущий момент времени.1. A method for detecting and classifying changes in the pipeline shell and its environment, based on the excitation and registration of vibroacoustic signals, forming the probability density of the recorded signals and calculating its moments, deciding on their values about the appearance of changes in the control object, characterized in that vibroacoustic signals excite in the pipe shell by successive influences on its surface at intervals exceeding the existing correlation interval it contains vibro-acoustic noise, the sequence of samples of the recorded reactions to each impact at the other end of the pipeline section being monitored is summed with the previously obtained similar samples, the resulting signal module is normalized and taken as the density of the distribution of the time intervals of the samples from the beginning to the end of the signal generated in the adder, this distribution is calculated his estimates of mathematical expectation, standard deviation, asymmetry and kurtosis, in the aggregate of each of these x moments determine the regression lines of their means and deviations from them, compare these lines with those calculated in the previous step, and when the results of comparing the set values are achieved, they predict their behavior with an increase in the number of summations to ensure acceptable confidence limits for the calculated moments, which are judged as being available, as well as the form of changes in the pipeline system at the current time. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в промежутках между воздействиями на оболочку трубопровода регистрируют существующий в ней виброакустический шум, определяют его интервал корреляции, по которому устанавливают интервалы между возбуждениями виброакустических сигналов в оболочке трубы.2. The method according to p. 1, characterized in that in the intervals between the effects on the shell of the pipeline register the vibro-acoustic noise existing in it, determine its correlation interval, which sets the intervals between the excitations of vibro-acoustic signals in the pipe shell.
RU2016135127A 2016-08-29 2016-08-29 Method for detecting and classifying changes in parameters of pipeline jacket and its environment RU2626583C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135127A RU2626583C1 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Method for detecting and classifying changes in parameters of pipeline jacket and its environment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135127A RU2626583C1 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Method for detecting and classifying changes in parameters of pipeline jacket and its environment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2626583C1 true RU2626583C1 (en) 2017-07-28

Family

ID=59632298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016135127A RU2626583C1 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Method for detecting and classifying changes in parameters of pipeline jacket and its environment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2626583C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687177C1 (en) * 2018-07-17 2019-05-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Method of detecting and classification a signal in control systems
CN117405075A (en) * 2023-12-11 2024-01-16 北京智博联科技股份有限公司 Intelligent settlement monitoring method and system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000146921A (en) * 1998-11-06 2000-05-26 Nkk Corp Method and device for ultrasonic crack detection
RU2229708C2 (en) * 2002-07-25 2004-05-27 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Process detecting flaws, predominantly corrosion defects, in pipe-lines
RU2439551C1 (en) * 2010-09-03 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Газпром" Method for detecting defects in pipelines
RU2445594C1 (en) * 2010-09-03 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Method of diagnosing main pipelines and device for realising said method
RU2463590C1 (en) * 2011-05-30 2012-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия" Method of detecting changes in parameters of medium surrounding buried main product pipeline
CN204719003U (en) * 2015-07-07 2015-10-21 辽宁科技学院 A kind of pipeline configuration monitoring device of PZT element activation supersonic guide-wave

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000146921A (en) * 1998-11-06 2000-05-26 Nkk Corp Method and device for ultrasonic crack detection
RU2229708C2 (en) * 2002-07-25 2004-05-27 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Process detecting flaws, predominantly corrosion defects, in pipe-lines
RU2439551C1 (en) * 2010-09-03 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Газпром" Method for detecting defects in pipelines
RU2445594C1 (en) * 2010-09-03 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Method of diagnosing main pipelines and device for realising said method
RU2463590C1 (en) * 2011-05-30 2012-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия" Method of detecting changes in parameters of medium surrounding buried main product pipeline
CN204719003U (en) * 2015-07-07 2015-10-21 辽宁科技学院 A kind of pipeline configuration monitoring device of PZT element activation supersonic guide-wave

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687177C1 (en) * 2018-07-17 2019-05-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Method of detecting and classification a signal in control systems
CN117405075A (en) * 2023-12-11 2024-01-16 北京智博联科技股份有限公司 Intelligent settlement monitoring method and system
CN117405075B (en) * 2023-12-11 2024-02-27 北京智博联科技股份有限公司 Intelligent settlement monitoring method and system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102189240B1 (en) Fuel leakage monitoring apparatus and method in pipe line
US10401254B2 (en) Method and system for continuous remote monitoring of the integrity of pressurized pipelines and properties of the fluids transported
EP1707956B1 (en) Method and system for inspecting objects using ultrasound scan data
US6561032B1 (en) Non-destructive measurement of pipe wall thickness
RU2626583C1 (en) Method for detecting and classifying changes in parameters of pipeline jacket and its environment
KR101936849B1 (en) System and method for detecting cavity to non-contact type
Shamsudin et al. Application of Bayesian estimation to structural health monitoring of fatigue cracks in welded steel pipe
CA2909902A1 (en) Method for evaluating acoustic sensor data in a fluid carrying network and evaluation unit
US11442043B2 (en) System and method of remote monitoring of the integrity of pressurized pipes by means of vibroacoustic sources
JP4553459B2 (en) Structure diagnosis method and structure diagnosis apparatus
KR100817617B1 (en) Inspection Device, Method for Thickness and Material Properties of Structure and Monitoring Method for Thickness Thinning of the Same
RU2345344C1 (en) Method of control and diagnostics of pipeline state and device for its realisation
KR100542651B1 (en) Nondestructive Acoustic Evaluation Device and Method by using Nonlinear Acoustic Responses
Wu et al. Novel signal denoising approach for acoustic leak detection
Kadri et al. Empirical evaluation of acoustical signals for leakage detection in underground plastic pipes
RU2463590C1 (en) Method of detecting changes in parameters of medium surrounding buried main product pipeline
Liao et al. A method for identifying free span of subsea pipelines
RU2523043C1 (en) Method of detecting emergency situation precursors on linear part of underground main product pipeline
US8050414B2 (en) Robust pipe-strike pulse detector
Riahi et al. Health monitoring of aboveground storage tanks’ floors: A new methodology based on practical experience
CN111007464A (en) Road underground cavity identification method, device and system based on optimal weighting
Kercel et al. Pipeline flaw detection with wavelet packets and GAs
US20180136173A1 (en) Condition assessment device, condition assessment method, program recording medium
Chapman et al. Geoacoustic inversion in shallow water
Świt et al. Localization and identification of gas infrastructure defects by acoustic emission

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190830