偽缺陷信號識別及利用其提高管道無損檢測精度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種偽缺陷信號識別方法及通過識別該偽缺陷信號提高超聲導(dǎo)波管道無損檢測精度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)波檢測技術(shù)是一種高效的管道檢測技術(shù)，其具有非接觸、快速、檢測距離遠和可以實現(xiàn)整個管道體積檢測等優(yōu)點。但是，由于噪聲或各種干擾的存在，使得檢測精度受到影響。
[0003]為了克服導(dǎo)波檢測中各種噪聲或干擾因素對精度的影響，目前出現(xiàn)了多種抑制噪聲或者提高缺陷檢測信號辨識度的方案。例如，專利文獻CN101082603A中公開了一種超聲檢測信號中復(fù)雜成分噪聲的抑制方法，其通過對信號進行波形處理，利用圖像處理技術(shù)對噪聲進行抑制，從而提高檢測信號的辨識度。
[0004]上述通過抑制噪聲或者提高缺陷檢測信號辨識度的方法，對獲得精確的檢測信號，進而獲取精確的檢測值，確實產(chǎn)生了積極的作用，可以使得導(dǎo)波檢測的精度大幅提升。但是，實際應(yīng)用中，導(dǎo)波檢測還是會存在其他干擾的影響，使得其檢測精度仍然不夠高，導(dǎo)致導(dǎo)波檢測的應(yīng)用仍然受到一定的局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種偽缺陷信號識別及利用其提高管道無損檢測精度的方法，其通過對缺陷檢測信號進行分析處理，識別并消除其中的偽缺陷信號，從而減小超聲導(dǎo)波管道無損檢測中信號噪聲的影響，實現(xiàn)檢測精度的大大
[0006]按照本發(fā)明的一個方面，提供一種提高超聲導(dǎo)波管道無損檢測精度的方法，其特征在于，該方法包括對采集的管道缺陷檢測信號進行分析處理，識別出其中由管道同一個位置處的缺陷在傳播過程中產(chǎn)生的對應(yīng)兩個不同位置的兩個反射信號中的非真實位置所對應(yīng)的反射信號，以其作為偽缺陷信號并將其予以消除，從而實現(xiàn)對超聲導(dǎo)波管道無損檢測中檢測信號的噪聲抑制，實現(xiàn)檢測精度的提高。
[0007]作為本發(fā)明的改進，所述偽缺陷信號由檢測信號在管道缺陷位置處和兩管端之間來回反射和透射而產(chǎn)生。
[0008]作為本發(fā)明的改進，所述偽缺陷信號在檢測信號的第二周期內(nèi)開始出現(xiàn)，其與真實缺陷信號關(guān)于該周期信號的時域中點(即該周期時間軸的中點)對稱。
[0009]作為本發(fā)明的改進，通過提取第一、二周期內(nèi)的檢測信號并進行位置對比，即可確定偽缺陷信號對應(yīng)的缺陷位置，從而識別出偽缺陷信號，進而可實現(xiàn)消除，具體為:
[0010]將第一周期內(nèi)的每個波包逐個與第二周期內(nèi)的所有波包分別進行位置參數(shù)對比，該第一周期內(nèi)的某一波包與第二周期內(nèi)的某一波包位置相同則認為此波包為真實缺陷信號，如果第一周期內(nèi)的某一個波包與第二周期內(nèi)所有波包的位置都不相同則此波包為噪聲信號，置其幅值為零；
[0011]將第二周期的每個波包逐個與第一周期內(nèi)所有波包進行位置參數(shù)對比，若第二周期內(nèi)的某一波包與第一周期內(nèi)的某一波包位置相同，則此波包為真實缺陷信號，若第二周期內(nèi)的某一個波包與第一周期內(nèi)所有波包的位置都不相同，則此波包為偽缺陷信號。
[0012]作為本發(fā)明的改進，所述偽缺陷信號的消除通過將其幅值置為零實現(xiàn)。
[0013]作為本發(fā)明的改進，所述第一周期和第二周期的波包在進行位置參數(shù)對比前，還可對其進行初降噪，即將各周期內(nèi)波包幅值小于預(yù)定幅值的波包幅值置為零。
[0014]按照本發(fā)明的另一方面，提供一種超聲導(dǎo)波管道檢測中偽缺陷信號的識別方法，包括如下步驟:
[0015](I)提取超聲導(dǎo)波管道檢測中的檢測信號的第一和二周期內(nèi)的波包；
[0016](2)將各周期內(nèi)波包幅值小于預(yù)定幅值的波包幅值置為零，以對信號進行初次降噪；
[0017](3)將第一周期內(nèi)的每個波包逐個與第二周期內(nèi)的所有波包分別進行位置參數(shù)對比，該第一周期內(nèi)的某一波包與第二周期內(nèi)的某一波包位置相同則認為此波包為真實缺陷信號，如果第一周期內(nèi)的某一個波包與第二周期內(nèi)所有波包的位置都不相同則此波包為噪聲信號，置其幅值為零；
[0018](4)將第二周期的每個波包逐個與第一周期內(nèi)所有波包進行位置參數(shù)對比，若第二周期內(nèi)的某一波包與第一周期內(nèi)的某一波包位置相同，則此波包為真實缺陷信號，若第二周期內(nèi)的某一個波包與第一周期內(nèi)所有波包的位置都不相同，則此波包為偽缺陷信號。
[0019]作為本發(fā)明的改進，通過將所述偽缺陷信號的幅值置于零，實現(xiàn)對偽缺陷信號的消除。
[0020]作為本發(fā)明的改進，所述預(yù)定幅值優(yōu)選為對應(yīng)周期內(nèi)波包最大幅值的30-50%，更優(yōu)選為40 %。
[0021]按照本發(fā)明的又一方面，提供一種上述超聲導(dǎo)波管道檢測中偽缺陷信號的識別方法在超聲導(dǎo)波管道檢測中的應(yīng)用。
[0022]實際上，當檢測含缺陷的有限長管道時，因?qū)Рㄔ谌毕莺凸芏酥g來回反射和透射，同一個缺陷會在檢測信號中出現(xiàn)位于不同位置的兩個反射信號，導(dǎo)致無法判斷缺陷的真實位置和數(shù)量。其中一個反映缺陷的不真實或錯誤位置的信號稱其為偽缺陷信號。這一偽缺陷信號的產(chǎn)生，給管道缺陷檢測信號的識別帶來極大難度。本發(fā)明在超聲導(dǎo)波在管道中傳播特性的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地分析出超聲導(dǎo)波在管道檢測中存在偽缺陷信號，其是由超聲導(dǎo)波在管道中的缺陷以及管道兩端之間傳播時反射和透射所產(chǎn)生，并進一步通過分析偽缺陷信號出現(xiàn)的位置規(guī)律，采用匹配追蹤方法對導(dǎo)波反射信號進行識別，找出真實缺陷信號和偽缺陷信號出現(xiàn)的位置，并研究出信號辨別算法，將偽缺陷信號消除，實現(xiàn)去偽存真。
[0023]本發(fā)明在超聲導(dǎo)波在管道中傳播特性的基礎(chǔ)上，分析出超聲導(dǎo)波在管道檢測時偽缺陷信號出現(xiàn)的位置規(guī)律，通過獲得的偽缺陷位置規(guī)律，采取改進的匹配追蹤方法對導(dǎo)波反射信號進行識別，找出真實缺陷信號和偽缺陷信號出現(xiàn)的位置，并研究出信號辨別算法，將偽缺陷信號消除，實現(xiàn)去偽存真。
[0024]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0025]I)本發(fā)明通過一系列的理論研究和實驗驗證，發(fā)現(xiàn)了超聲導(dǎo)波在構(gòu)件中的傳播特點和規(guī)律，總結(jié)得出導(dǎo)波在構(gòu)件中傳播的歷程圖，創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)了檢測信號中偽缺陷信號的存在及其規(guī)律，其是影響檢測精度的主要因素；
[0026]2)本發(fā)明基于上述偽缺陷信號的規(guī)律對檢測信號進行分析處理，識別偽缺陷信號，并對其進行消除處理，極大的提高了導(dǎo)波檢測效率和精度；
[0027]3)本發(fā)明能夠有效識別導(dǎo)波檢測信號中偽缺陷信號并對其進行消除，能夠從處理后的檢測信號中得到真實的缺陷位置和數(shù)量，克服了導(dǎo)波檢測含缺陷有限長管道時偽缺陷信號對判斷檢測信號中缺陷位置和數(shù)量所造成的干擾，提高了導(dǎo)波檢測的準確率與可信度，具有較為廣泛的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0028]圖1(a)-(h)為導(dǎo)波在管道中傳播路徑的簡化示意圖；
[0029]圖2 (a) - (h)為對應(yīng)圖1 (a) - (h)的有限元模擬圖；
[0030]圖3為鋼管導(dǎo)波檢測信號圖；
[0031]圖4(a)為從檢測信號第一周期提取缺陷信號圖，4(b)為從檢測信號第二周期提取缺陷信號圖；
[0032]圖5(a)和(b)分別對應(yīng)為第一周期和第二周期提取缺陷信號進行初次降噪后的檢測信號；
[0033]圖6為位置對比后第一周期檢測信號；
[0034]圖7為消除偽缺陷后鋼管檢測信號圖；
[0035]圖8為本發(fā)明一個實施例的進行偽缺陷信號識別方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0036]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0037]按照本發(fā)明實施例所構(gòu)建的一種通過識別偽缺陷信號提高超聲導(dǎo)波管道無損檢測的檢測精度的方法，其包括如下步驟:
[0038]首先對采集的管道缺陷檢測信號進行分析處理，識別出其中的偽缺陷信號，其中偽缺陷信號為管道同一個位置處的缺陷在傳播過程中產(chǎn)生的對應(yīng)兩個不同位置的兩個反射信號中的一個，實際上其為非真實缺陷位置所對應(yīng)的反射信號，將該反射信號以其作為偽缺陷信號并將其予以消除，從而實現(xiàn)對超聲導(dǎo)波管道無損檢測中檢測信號的噪聲抑制，實現(xiàn)檢測精度的提尚。
[0039]實際上，上述偽缺陷信號是由檢測信號在管道缺陷位置處和兩管端之間來回反射和透射而產(chǎn)生。
[0040]進一步研究發(fā)現(xiàn)，在檢測信號的第一周期內(nèi)，不會出現(xiàn)偽缺陷信號或偽缺陷信號幅值較小可以忽略；在第二周期內(nèi)，出現(xiàn)偽缺陷信號，并且它與真實缺陷信號關(guān)于該周期信號的時域中點對稱。
[0041]本實施例中，通過提取第一、二周期內(nèi)的檢測信號并進行位置對比，即可確定偽缺陷信號對應(yīng)的缺陷位置，從而識別出偽缺陷信號，進而通過將其幅值置為零，將所述偽缺陷信號消除。
[0042]本發(fā)明另一實施例中，關(guān)于超聲導(dǎo)波管道無損檢測中偽缺陷信號的識別方法中，包括如下步驟:
[0043](I)繪制導(dǎo)波在含不同數(shù)量和位置缺陷的管道中傳播路徑的簡化示意圖，如附圖1所示，在圖1(a)中管道只有一個缺陷位于管道中央，在導(dǎo)波傳播的示意圖中只有一個缺陷反射信號位于管道中央；在圖1(b)中管道只有一個缺陷位于距管端傳感器1/3管長處，在導(dǎo)波傳播示意圖中出現(xiàn)兩個缺陷反射信號，其中一個為真實缺陷反射信號，另一個為偽缺陷信號，兩者關(guān)于該周期信號的時域中點對稱，第一反射周期內(nèi)的偽缺陷信號幅值較小，在實際檢測中會被噪聲淹沒，第二反射周期內(nèi)的偽缺陷信號幅值較大，因此可以認為第一反射周期內(nèi)只有真實缺陷信號而第二反射周期內(nèi)有真實缺陷信號和偽缺陷信號；在圖1(c)中管道只有一個缺陷位于距管端傳感器2/3管長處，在導(dǎo)波傳播示意圖的第一反射周期內(nèi)只有真實缺陷反射信號，第二反射周期內(nèi)有真實缺陷信