基于漏磁内检测器的管道缺陷数据处理方法

　　漏磁内检测技术作为管道无损检测领域*为重要的技术之一，广泛地应用于各种类型的管道实际检测之中。《基于漏磁内检测器的管道缺陷数据处理方法》内容基于工程应用的角度，系统地阐述了无损检测技术的基本原理、漏磁检测的有限元分析方法、漏磁数据的预处理技术、漏磁信号的特征选择与提取、管道缺陷的反演方法，以及漏磁数据和管道缺陷的可视化呈现技术。
　　为了方便读者学习，《基于漏磁内检测器的管道缺陷数据处理方法》给出了大量的工程实例，并且提供了多种案例的分析结果。书中的示例大部分来自于作者多年对在役管道进行检测时获取到的典型案例，读者通过对工程实例的学习，肯定能掌握漏磁技术在管道检测中的实际应用技能。
　　《基于漏磁内检测器的管道缺陷数据处理方法》可供电磁无损检测相关技术和工程人员参考，也可作为管道漏磁内检测人员的资格培训和高等院校相关专业的参考教材。

前言第1章 绪论1.1 管道漏磁内检测的意义1.1.1 管道漏磁内检测技术的目的意义1.1.2 管道漏磁内检测技术国内外发展现状1.2 管道漏磁内检测技术概述1.2.1 漏磁检测原理1.2.2 管道检测方法1.3 漏磁内检测基本流程1.3.1 检测流程1.3.2 数据处理流程1.3.3 数据呈现流程参考文献第2章 管道漏磁检测理论基础2.1 引言2.2 漏磁检测理论基础2.2.1 漏磁场形成2.2.2 求解漏磁场的方法2.2.3 漏磁场理论分析2.3 管道漏磁检测有限元分析2.3.1 有限元分析原理2.3.2 有限元分析模型2.3.3 有限元分析步骤2.4 ANSYS建模及分析过程2.4.1 ANSYS软件介绍2.4.2 ANSYS计算过程2.5 管道漏磁检测二维ANSYS仿真2.5.1 创建二维有限元模型2.5.2 定义单元类型与材料詹陛2.5.3 网格划分2.5.4 加载载荷与求解2.5.5 结果后处理2.6 管道漏磁检测三维ANSYS仿真参考文献第3章 漏磁检测预处理技术3.1 引言3.2 漏磁检测数据有效性判定原则3.3 数据校正算法的研究3.3.1 里程数据校正方法3.3.2 基于中值校正方法的传感器基准校正3.3.3 基于改进的平均中值校正方法的传感器基准校正3.3.4 基于人工剔除方法的异常数据的剔除3.3.5 基于阈值分割方法的异常数据的剔除3.3.6 基于变尺度窗差值拟合方法的异常数据的剔除3.3.7 异常数据的补偿方法3.4 漏磁检测信号的数据滤波3.4.1 单通道自适应滤波3.4.2 多通道自适应滤波参考文献第4章 缺陷特征智能提取及特征分析方法研究4.1 缺陷特征提取及分析的研究背景4.1.1 研究背景4.1.2 缺陷特征提取及分析研究现状4.2 缺陷识别及检测4.2.1 平均幅值缺陷检测法4.2.2 多尺度窗缺陷检测法4.3 缺陷特征提取及分析的研究意义4.3.1 研究目的与意义4.3.2 几种常见的特征提取及分析方法4.4 漏磁信号特征的辨识及提取4.4.1 缺陷特征辨识4.4.2 缺陷特征提取4.5 缺陷特征的PCA分析4.5.1 缺陷相关特征的选择4.5.2 PCA分析的原理模型4.5.3 PCA分析的计算步骤4.5.4 缺陷尺寸相关特征分析参考文献第5章 管道漏磁检测的反演方法5.1 引言5.1.1 反演方法应用与介绍5.1.2 漏磁数据反演的国内外发展现状5.1.3 反演方法理论5.2 几种常见的反演方法介绍5.2.1 基于模型的反演方法5.2.2 基于非模型的反演方法5.3 基于模型的迭代反演方法5.3.1 迭代法正向模型5.3.2 迭代法的优化算法5.3.3 仿真实例与结果分析5.3.4 反演结果5.4 基于神经网络直接反演方法5.4.1 神经网络简介5.4.2 网络反演模型5.5 基于支持向量机直接反演法5.5.1 支持向量机简介5.5.2 支持向量机反演过程5.6 基于随机森林的直接反演方法5.6.1 决策树简介5.6.2 随机森林5.7 仿真实例与结果分析5.7.1 神经网络反演结果5.7.2 支持向量机反演结果5.7.3 随机森林反演结果参考文献第6章 漏磁检测信号呈现技术6.1 引言6.2 漏磁信号曲线呈现方法6.2.1 最近邻插值法6.2.2 三次多项式插值法6.2.3 三次样条插值法6.2.4 反距离权重插值法6.2.5 插值前后对比图6.3 漏磁信号灰度图呈现方法6.4 漏磁信号彩色图呈现方法6.4.1 频率域转换方法6.4.2 灰度级彩色变换方法6.4.3 热金属编码方法6.4.4 彩虹编码方法6.4.5 HIS-RGB转换法6.4.6 DirectRGB方法参考文献

　　随着世界经济的快速发展，石油、天然气的用量持续攀升，陆上约70%的石油和99%的天然气依靠管道来输送，石油天然气的管道运输对国民经济起着非常重要的作用，被称为“能源血脉”。近几年，中国的管道输油（气）里程呈现快速增长的态势，从2008年的5.83万公里，上升至2012年底的9.01万公里，到2014年底达到了10.63万公里，已建成“西北、东北、西南、海上”四大油气战略通道，三纵四横管道走廊初见规模。
　　随着管道服役时间的增长，因管道材质问题或施工、腐蚀和外力作用造成的损伤，使管道状况逐渐恶化，潜在危险很大。管道内检测是国内外管道行业公认的管道安全检测的最有效手段，国际上已立法明确应用内检测方法进行管道检测。管道内检测器是以管道输送介质为行进动力，通过在管道中行走对管道进行在线直接无损检测，确定管道变形、腐蚀、裂纹、缺陷的程度，为管道运行、维护、安全评估提供科学依据。
　　管道内检测技术主要包括：漏磁型、超声型、涡流型以及射线型等，其中漏磁检测技术是应用最广泛、技术最成熟的铁磁性管道缺陷检测技术。漏磁检测方法建立在管道铁磁性材料的高磁导率这一特性上，是通过获取被磁化的管道缺陷处引起泄漏到外部的磁通信号，再经信号处理装置得到与缺陷形状有关的电信号的一种方法。国外90%以上管道内检测设备采用漏磁检测技术，我国管道内检测也以漏磁内检测器技术为主。
　　漏磁内检测技术主要分为两个主要部分：一部分为内检测器装置设计制造技术，另外一部分是数据分析技术。
　　作者在中海油重大项目、国家自然科学基金以及国家863重大课题等众多项目的支持下，在“十二五”期间研制成功高分辨率海底管道漏磁内检测器以及数据自动分析系统，并申请了一系列专利，发表了多篇学术论文。本书反映了作者在漏磁内检测数据分析方面的研究成果，此外还参考国内外有关数据和大量的文献资料，尝试对漏磁内检测数据分析做一个全面的总结。