基于EEMD的管道脉冲磁涡流检测信号噪声机理与降噪方法研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:sukeyjuan
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我国石油、石化行业发展迅速,各行各业对于油品的需求都十分的庞大。管道作为石油长途运输最可靠、最快捷、最方便的方式之一,在我国得到了很多的应用,目前油气管网遍布全国,管道的使用量逐年增加。但是,随着管道使用年限的不断增加,受自身腐蚀、应力的影响寿命和可靠度不断下降,外加周围复杂环境的变化以及人为的破坏,管道在运输的过程中容易出现裂缝、凹坑、管壁减薄等危险因素,导致管道内介质泄露,引起环境污染,造成经济损失和生命安全。为了延缓管道失效的时间,包覆层管道因此得到大量的应用,在管道外表面覆盖保温层以及铝皮给予管道较好的保护,但是也给管道缺陷检测增加了相应的难度。脉冲磁涡流检测方法与其他常规检测方法相比,有着信息丰富、非拆卸、安全性好、成本低等优点。鉴于在复杂的工况下,比如介质温度、压力、电磁干扰、环境影响等,检测到的数据通常不可以直接用于分析管道的缺陷情况,需要对现场采集到的脉冲涡流信号做相关的分析和处理,使得信号更加平稳,易于对缺陷的识别。信号降噪的方法有很多种,本文针对脉冲磁涡流信号非平稳,非线性的特点,考虑到各类算法的优缺点,提出一种基于改进EEMD与奇异值分解相结合的信号降噪方法。首先对检测信号做CEEMD分解,得到IMF分量,根据相关系数法挑选出以噪声空间为主导的IMF分量,以及信号为主导的IMF分量。对高频的IMF分量进行奇异值分解降噪处理,最后将降噪之后的IMF与以信号为主导的IMF分量进行重构,得到降噪的信号。本文先对测试信号处理,对比信噪比,均方根误差以及平滑度等三项指标进行分析,得到了良好的降噪效果;再通过对实验信号进行分析处理,得到了高信噪比和低均方根误差的脉冲磁涡流信号,证明了本文方法的可行性和优越性。
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