基于虚拟仪器平台的压力管道检测技术应用研究

　　1　压力管道检验检测技术现状

　　压力管道是在一定温度和压力下，用于运输流体介质的特种设备，广泛应用于石油化工、冶金、电力等行业生产及城市燃气和供热系统等公众生活之中。随着工业生产的发展和城市燃气及热力管网的普及，各类管道的数量不断增加，特别是输送可燃气、易爆性及对人体和环境有害性介质的压力管道数量逐年递增，这也使发生事故的可能性增大。目前本市的大多数压力管道已经运行多年，进入维修期，而另一方面东海天然气、西气东输工程等长输管道又相继建设，据不完全统计，目前上海在用工业管道数量约为8000km，在用(建)公用管道数量约为1000km，合计9000km，对压力管道的检验检测已经成为十分紧迫的任务。但由于对压力管道进行监管还是近年才开始的工作，对管道的检验检测手段还十分缺乏，因为管道壁薄、曲率大、高空架设或埋地、交叉密集等特点，检验检测工作难度也很大，对在用管道检测和评定技术大致分为管道壁厚及其内部状态的检测技术、管道壁厚或流体污物含量监测技术和泄漏检测技术。采用常规方法需要拆换保温或开挖地面，时间长、费用高。目前，国外检测压力管道主要开发和应用智能清管器、声发射、磁泄漏、远红外等技术，而我国在这些检测技术方面还刚开始引进，本市基本上还是空白。

　　2　虚拟仪器技术概述

　　仪器技术发展到今天也已经经历了模拟仪器、数字化仪器、智能仪器及单台仪器、叠加式仪器系统、虚拟仪器系统这样两条发展主线。任何一台传统的仪器都无非有三大功能块组成：信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达和输出。这些功能都是以硬件的形式存在的，这就决定了传统仪器只能由仪器的生产厂家来定义、制造，用户无法改变的事实。

　　但是随着新技术的发展，仪器的精度越来越高，功能越来越强，性能越来越好。而传统仪器基本上没有摆脱独立使用，手动操作的模式。对于较为复杂，测试参数较多的应用场合，使用不便，局限性明显。于是在计算机技术和微电子技术发展的带动下，人们将虚拟现实技术(Virtual Reality)引入到仪器设计中就产生了仪器仪表工业跨世纪的里程碑——虚拟仪器(Virtual Instrument)。虚拟仪器就是在通用计算机上加上一组软件或硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统仪器。虚拟仪器与传统仪器相比，其特点见表1。正是鉴于虚拟仪器技术的以上优势，采用虚拟仪器平台进行压力管道检测技术手段的研究，大有意义。