基于ARM的海底油气管道检测技术研究

　　1　引言

　　随着我国海洋石油天然气的开发,铺设的海底管道不断增加。海底石油管线已成为油气集输与储运系统的一个重要组成部分,其安全性也受到了高度重 视。管道投入使用后,每年都需作例行检查以确保油气运输的安全。尤其是在管道投入使用多年后,由于海底表层地基不稳定、介质腐蚀、海流冲淘以及海上意外事 故等原因,管道易产生缺陷和损伤,导致油气泄漏,造成巨大的经济与生态环保损失。因此发展高效可靠的智能化管道探伤技术有着重要的意义。

　　目前国内、国际上主要通过各种智能管道检测器对管道实施在线检测,并且在探伤分辨力、探伤类别、对管道多孔径和大弯曲度的适应能力及探测长度等 方面都取得了显著进步。尽管如此,由于受到管道损伤类别的多样性、管道内部空间局限性、管道结构复杂性以及其它各种因素影响,智能检测器仍有很多方面需要 完善,特别是作为其关键技术之一的数据采集与处理技术。

　　ARM内核嵌入式处理器耗电少、成本低、功能强,在各个领域有着广泛的应用。本文所介绍的基于ARM的管道状况检测数据采集与处理技术,更好地解决了检测过程中的功耗、数据处理速度等问题。

　　2　检测原理

　　将超声与漏磁信息融合对海底油气管道进行检测。漏磁检测技术适于检测管壁的细小缺陷,如管壁的裂纹和直径很小的局部腐蚀坑或孔等。电磁超声技术 在检测管壁的细小缺陷方面不如漏磁检测技术精确,但在测厚方面,其精度要优于漏磁检测技术。故采用漏磁与超声双重检测技术相结合,充分利用两种检测技术的 各自特点,提高管道的检测质量和水平。检测原理如图1所示:

　　3　数据采集系统概述

　　3.1　系统基本结构

　　所设计的数据采集系统采用一片PHILIPS公司的基于ARM的LPC2214嵌入式处理器作为控制核心,它不仅功耗低,而且有效地提高了系统 的数据处理综合能力和速度。基于ARM嵌入式处理器的数据采集系统结构框图如图2所示。系统设计过程中,从结构设计和工作机理方面入手进行优化,提高系统 整体性能。另外,电池的选择也很重要,从电源允许的体积和重量来看,Li/SOC12电池具有很高的质量比、能量和体积比,适合用作检测电源。对于存储设 备,采用以快闪存储介质构造的存储器片模块式闪存,与磁带机相比,它具有更高的单位体积存储容量、更高的可靠性和更好的抗震动性能等特点,且与系统的兼容 性更好。

　　3.2　软件流程图

　　该数据采集系统的主要任务就是不停地进行管道探伤数据采集和处理,程序被分为几个不同的任务:采集,预处理,存储。主程序流程如图3所示: