埋地管道防腐層缺陷現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器的探討

溫 禹

（大慶油田水務(wù)公司水文地質(zhì)公司，黑龍江 大慶 163411）

1 基于DSP的埋地管道防腐層缺陷現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器

因埋地管道所處作業(yè)環(huán)境相對(duì)比較惡劣，要想順利完成對(duì)埋地管道防腐層缺陷的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)作業(yè)，所選擇的檢測(cè)儀器應(yīng)具備抗干擾能力強(qiáng)、重量輕、體積小、功率消耗小等一些應(yīng)用特征，就此本文基于DSP提出管道防腐層缺陷現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀的應(yīng)用。

1.1 激勵(lì)信號(hào)發(fā)生部分

就埋地管道防腐層缺陷現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)相關(guān)要求，由DSP經(jīng)過D/A進(jìn)行轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生信號(hào)如下：正弦信號(hào)（單位Hz）有0.1、0.5、1、5、10；多種頻率正弦波合成信號(hào)以及階躍信號(hào)，上述信號(hào)都是經(jīng)過恒電流或者是恒電位電路傳送至需要進(jìn)行檢測(cè)的埋地管道中。

1.2 響應(yīng)信號(hào)采集部分

通過Cu/CuSO4參與點(diǎn)擊檢測(cè)埋地管道防腐層的響應(yīng)信號(hào)，根據(jù)放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換存入RAM以及等待信號(hào)處理這一流程進(jìn)行。在這個(gè)過程中，因管齡、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等存在一定的差別之處，使得最終所檢測(cè)的響應(yīng)信號(hào)大小、信噪比存在一定的差別，正因如此，也就對(duì)該部分放大器、濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等方面提出更為嚴(yán)格的要求。

1.3 控制與數(shù)據(jù)處理部分

其一，關(guān)于控制與數(shù)據(jù)處理部分的工作內(nèi)容主要有以下幾方面，控制信號(hào)的發(fā)生和采集兩部分的協(xié)調(diào)并完成相應(yīng)的測(cè)試，然后將測(cè)試結(jié)果顯示出來，與PC端進(jìn)行通訊，處理測(cè)試數(shù)據(jù)的時(shí)域、頻域信號(hào)[1]，最后將需要進(jìn)行檢測(cè)埋地管道的各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)解析出來，最后對(duì)缺陷類型進(jìn)行判別和分析。

就現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器而言，其核心主要在于DSP芯片，也就是數(shù)字信號(hào)處理芯片，只有DSP性能優(yōu)質(zhì)，才能減少指令周期，例如晶振為40MHz時(shí)，基于不倍頻，其指令周期為25ns。對(duì)于埋地管道防腐層缺陷所使用的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器，通常選擇采用電池供電的方式開展檢測(cè)作業(yè)，其中需要特別注意的是器件芯片的功率消耗量，除此之外，所使用的檢測(cè)儀器應(yīng)將電池使用情況顯示出來，在使用過程中，能夠隨著使用情況來告知操作者及時(shí)進(jìn)行電池更換。本文進(jìn)行埋地管道防腐層缺陷現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)所使用的DSP內(nèi)部數(shù)據(jù)線為六條十六位，相比較于十六位A/D和D/A器件接口而言，具有一定的應(yīng)用便利性，同時(shí)也能降低使用過程中存在的量化誤差，進(jìn)一步強(qiáng)化系統(tǒng)信噪比。

2 埋地管道防腐層缺陷現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器的實(shí)驗(yàn)

為有效驗(yàn)證模擬試片檢測(cè)效果，本文通過實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行驗(yàn)證，管道長度、外徑以及材料分別為6.3m、Φ159mm以及16Mn鋼；對(duì)于管道的防腐層部分為石油瀝青，其厚度、埋設(shè)深度分別為4mm、0.6m，因本次實(shí)驗(yàn)是對(duì)埋地管道防腐層缺陷部分進(jìn)行檢測(cè)，所以提前在管道上制造多個(gè)不同規(guī)格形態(tài)的破損點(diǎn)、剝離點(diǎn)等等，通過運(yùn)用基于DSP的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器進(jìn)行多次檢測(cè)后，檢測(cè)結(jié)果為破損系數(shù)K值隨著頻率產(chǎn)生的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，若破損系數(shù)K值為下降狀態(tài)，斜率為大，當(dāng)處于剝離狀態(tài)下，K值下降時(shí)斜率為小；若破損和剝離兩種狀態(tài)共同存在情況下，K值得下降斜率就會(huì)處于上述兩種情況之間。若從破損程度的角度進(jìn)行分析，埋地管道破損面積越大，K值下降斜率也就會(huì)越大[2]。

3 結(jié)語

綜上所述，埋地管道防腐層因缺陷情況存在一定的不同，其電化學(xué)阻抗譜特征也因此存在一定的不同之處，通過檢測(cè)儀器在規(guī)定頻率范圍內(nèi)對(duì)電化學(xué)阻抗譜特征進(jìn)行檢測(cè)，能夠?qū)⒙竦毓艿婪栏瘜悠茡p情況、剝離程度等進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。本次基于DPS的檢測(cè)儀器在試驗(yàn)有很好的實(shí)驗(yàn)成效，但其中對(duì)于缺陷定位等其他方面的問題還需要加大研究力度，以此更好的為埋地管道防腐層缺陷檢測(cè)提供技術(shù)支持。