1、FSM缺陷數據可視化及人機界面的研究與設計，學生編號：S10040715專業：安全技術與工程主管：趙永瑞教授日期：2011年11月10日，報告內容：1。選題的來源和依據。研究意義及國內外研究現狀。研究的目標和內容。研究方案5。創新和可行性。項目的預期結果和計劃進度。1.1項目來源。本項目來源于與海洋石油工程(青島)有限公司的合作項目.1、項目來源和選題依據1.2、選題依據1.3、管道腐蝕監測是油氣行業安全生產和運行的重要組成部分，管道腐蝕監測中不可缺少的一個環節是監測數據的分析和處理。隨著計算機技術和圖像處理技術的發展，數據可視化技術已經成為分析和處理數據的重要手段。本課題基于FSM針對不同類

2、型的管道缺陷所采集的數據，建立了缺陷類型與采集數據之間的關系模型，深入研究了數據可視化的基本原理和技術，編寫了實時圖形顯示的相關程序，設計了人機界面終端液晶顯示界面，實現了缺陷數據的動態可視化，是FSM監控技術的一項創新。2、研究的意義及國內外現狀分析，2.1研究的意義，本課題可以初步實現密克羅尼西亞聯邦的在線監測和監測數據的可視化，提高密克羅尼西亞聯邦的檢測效率，使其應用更加簡便，是對密克羅尼西亞聯邦研究的補充和創新。本課題的研究對于管道的安全檢測和維護具有重要的工程實際意義和科學研究價值。FSM技術的原理是將探頭或電極在被測區域排列成陣列，然后測量穿過金屬結構的電場的微小變化，將測量的電壓

3、值與初始設定的測量值進行比較，分析被測物體表面微小電位差形成的電場特征曲線的變化，從而高精度地檢測點蝕、均勻腐蝕、局部腐蝕、裂紋及其擴展。該技術在國外已形成壟斷，但國內學者對此研究較少，也沒有關于其監測數據處理的報道。2、研究的意義和國內外研究的現狀，2.3可視化技術的研究，2.4人機界面產品的應用，人機界面技術在我國已經相對成熟，并已應用于電力行業、工程機械行業、紡織行業等。并將繼續應用于太陽能等新的科技項目，以北京文帝科技生產的人機界面及其應用為例。太陽能光伏并網逆變器的應用，混合動力客車行業的應用，3個研究目標和內容，3.1個研究目標，基于有限狀態機對不同管道缺陷的數據采集和建立的關聯模

4、型，深入研究數據可視化的基本原理和技術，編寫數據可視化程序，設計人機界面(HMI)液晶顯示界面，使被監控的缺陷數據能夠以圖像的形式實時顯示在液晶顯示屏上，實現有限狀態機監控數據的可視化和人機交互操作。3研究目標和內容；3.2研究內容：采集不同缺陷類型的電場特征信號，建立缺陷數據庫和缺陷信號特征數據庫。編寫缺陷數據可視化程序和界面程序，并下載到顯示終端。設計了液晶顯示界面，以及不同界面切換畫面、返回鍵值、設置報警值等相關程序。被編譯并下載到顯示終端。結合有限狀態機數據采集系統，對程序進行調試，實現數據的實時可視化。研究結果應用于一段未知缺陷的管道。通過檢測管道上方的電場特征信號，根據整個系統的圖

5、形顯示結果，反演管道缺陷的存在、缺陷類型和尺寸。4.研究方案的技術路線選擇。本課題主要采用理論分析、實驗室模擬和實驗相結合的研究方法通過對數據可視化原理和技術的理論分析，結合實驗檢測到的不同管道缺陷類型的電場特征信號，利用計算機軟件編制缺陷數據可視化程序和液晶顯示界面，并下載到顯示終端，實現缺陷數據的實時可視化。4、研究方案的技術路線圖；4、研究方案的腐蝕監測系統圖；4、研究方案中需要解決的關鍵問題；建立FSM缺陷監測數據與缺陷特征的對應關系；信號分析和特征提取；實現缺陷類型識別和缺陷大小量化的人機交互操作；5、項目的創新性和可行性；獨立編寫管道缺陷圖形顯示程序；編寫PC與觸摸屏顯示終端的接口

6、程序；將可視化程序下載到觸摸屏終端，實現FSM缺陷數據在觸摸屏上的實時可視化。自行設計的液晶顯示相關界面，并編制了不同界面切換畫面、返回鍵值、設置報警值等相關程序。可以實現人機交互。整個系統應用于未知缺陷類型的管道進行測試。根據研究結果，將未知的缺陷類型和大小進行倒置，實現了智能密克羅尼西亞聯邦檢測。5.1創新、5創新與可行性課題、5.2可行性分析、理論基礎、實驗基礎、軟件基礎、數據可視化技術等我國無損檢測方法進行了研究，并在我實驗室商曙學生中做了一些關于FSM原理的研究。我們的研究團隊擁有各種實驗設備，包括INV3018采集儀、STP115便攜式儲能點焊機、WWL-LSX DC穩壓穩流電源、

7、人機界面液晶接口和FLUKE 8808A多功能數字儀表。實驗室擁有DASP-V10信號處理軟件，并且學校有權使用MATLAB和LABVIEW等。6、項目預期結果和計劃進度，6.1預期結果，總結不同缺陷類型和缺陷大小對電場特征信號的影響規律，建立典型管道缺陷與FSM電場特征信號之間的關系模型，通過C語言設計，在智能串口液晶顯示終端上實現監控數據的實時可視化。根據研究結果，對未知的缺陷類型和尺寸進行反演。6項目的預期成果和計劃進度，6.2計劃進度，2011年。09-2011。11.查閱國內外相關文獻和項目相關資料，制定總體項目計劃。2011.12.01.2012準備了不同類型的管道缺陷，并通過密克羅尼西亞聯邦數據采集系統采集了相應的電場特征信號。2012.02-2012.05對采集的信號進行分析，建立典型管道缺陷特征與電場特征信號之間的關系模型。2012.06-2012.07:深入研究國內外可視化關鍵技術，選擇合適的算法和技術。2012.08-2012.10:編寫程序和液晶界面，實現缺陷數據可視化