專利名稱：罐底腐蝕聲發(fā)射檢測中聲源分布區(qū)域的自動識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲發(fā)射檢測中聲源分布區(qū)域識別方法，特別是涉及罐底腐蝕聲發(fā)射檢測中聲源分布區(qū)域的自動識別方法。
背景技術(shù)：
基于聲發(fā)射原理的儲罐罐底腐蝕和泄漏檢測是一種在線檢測技術(shù)，由于其無需停產(chǎn)、倒灌、清罐等操作，所以檢測成本低、效率高，近年來受到業(yè)界的普遍關(guān)注，取得了越來越多的應(yīng)用。其檢測原理如

圖1所示，在儲罐外壁鋼板1上沿周向均勻布置若干個聲發(fā)射傳感器2，各聲發(fā)射傳感器2分別通過信號線3與工控機(jī)4上的信號采集卡相連。在檢測過程中，聲發(fā)射傳感器2將獲取的聲發(fā)射信號轉(zhuǎn)換成電信號，由信號線3傳輸給工控機(jī)4，工控機(jī)4通過對各聲發(fā)射傳感器接收到的信號的時間差計算出聲發(fā)射源的位置，并在顯示器中顯示出來。最后通過分析檢測到的聲發(fā)射源位置及其分布的疏密程度評估罐底的腐蝕狀況。在進(jìn)行腐蝕狀況評估環(huán)節(jié)中，傳統(tǒng)的方法是通過人工方式在聲發(fā)射源分布圖中尋找聲發(fā)射源聚集區(qū)域，這種方式存在以下幾點不足第一，區(qū)域的邊界只能通過的人的感覺進(jìn)行劃分，劃分標(biāo)準(zhǔn)很難統(tǒng)一；第二，有些區(qū)域由于聲發(fā)射源定位比較集中，會導(dǎo)致在圖中顯示不太明顯，進(jìn)而容易被人忽略；第三，不同區(qū)域之間的腐蝕程度無法定量比較。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種在罐底腐蝕聲發(fā)射檢測中能夠自動識別罐底聲發(fā)射源聚集區(qū)域的方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種罐底腐蝕聲發(fā)射檢測中聲源分布區(qū)域的自動識別方法，包括以下步驟SlOO 獲取儲罐罐底每個聲發(fā)射源的坐標(biāo)(X，y)；SlOl 設(shè)置矩陣M的行數(shù)和列數(shù)n，設(shè)置小波編號W= 1，獲取小波類型表中小波的數(shù)量wn，設(shè)置初始聲發(fā)射源分布信息熵HO = 0 ；S102 建立 nXn 的矩陣 M ；S103 據(jù)聲發(fā)射源的坐標(biāo)計算出每個聲發(fā)射源在矩陣M中對應(yīng)的列Mx和行My ；S104 將M(MX，My)的值設(shè)置為被映射到M(Mx，My)的聲發(fā)射源數(shù)量；S105 對矩陣M進(jìn)行1次二維離散小波變換，取其低頻系數(shù)，得到新的矩陣Mhh ；S106 設(shè)置初始區(qū)域數(shù)量na = 0，建立與Mhh —樣大小的矩陣F ；S107 依次查看Mhh中的每一個元素，根據(jù)其相鄰元素的值設(shè)置F中對應(yīng)位置元素的值；S108 計算每個聲發(fā)射源在矩陣F中的位置；S109 將每個聲發(fā)射源與矩陣F中所對應(yīng)的元素的值作為該聲發(fā)射源所屬區(qū)域的
編號；5110計算聲發(fā)射源分布信息熵H ；
5111判斷H是否大于H0，若H大于H0，執(zhí)行步驟Sl 12，否則執(zhí)行步驟Sl 14 ；
5112統(tǒng)計矩陣F中每種元素值的數(shù)量，計算各區(qū)域的面積；
5113計算區(qū)域中聲發(fā)射源分布密度；
5114設(shè)置 w = w+1 ；
Sl 15 判斷w是否大于wn，若w大于wn，執(zhí)行步驟Sl 16，否則執(zhí)行步驟S105 ； S116 設(shè)置η = η+步進(jìn)值，；S117 判斷η是否大于儲罐直徑/0. 03，若大于，則結(jié)束，否則執(zhí)行步驟S102。上述步驟S107的子步驟如下
5201獲取矩陣Mhh的行數(shù)LN，列數(shù)CN，設(shè)置當(dāng)前查看的行i = 1，列j = 1
5202判斷Mhh(i，j)是否等于0，若Mhh(i，j)等于0，則執(zhí)行步驟S203，否則執(zhí)行



步驟S204 ；S203 設(shè)置 F(i，j) = 0，執(zhí)行步驟 S210 ；S204 統(tǒng)計F(i，j)相鄰元素值非0的種類，建立集合x，每種值為集合χ中的-元素；S205 判斷χ是否為空集，若χ是空集，則執(zhí)行步驟S206，否則執(zhí)行步驟S207 ；S206 建立新區(qū)域，設(shè)置na =皿+1，設(shè)置？(丨，j) = na，執(zhí)行步驟S210 ；S207 設(shè)置 F(i，j) = X(I)；S208 判斷χ中元素個數(shù)是否大于1，若χ中元素個數(shù)大于1，則執(zhí)行步驟S209，否則執(zhí)行步驟S210;S209 =F中與χ中元素值相等的元素值全部設(shè)置成χ(1)；S210 設(shè)置 j = j+1 ；S211 判斷j是否大于CN，若j大于CN則執(zhí)行步驟S212，否則執(zhí)行步驟S202 ；S212 設(shè)置 j = 1，i = i+1S213 判斷i是否大于LN，若i大于LN則結(jié)束，否則執(zhí)行步驟S202。在上述的步驟S102中，矩陣M的行數(shù)和列數(shù)η的取值范圍為100彡η彡儲罐直徑/0. 03，且η為自然數(shù)。在上述的步驟3)中，每個聲發(fā)射源在矩陣M中對應(yīng)的列Mx和行My按式(1)計算得出；
權(quán)利要求
1.一種罐底腐蝕聲發(fā)射檢測中聲源分布區(qū)域的自動識別方法，包括以下步驟S100獲取儲罐罐底每個聲發(fā)射源的坐標(biāo)(X，y)；S101設(shè)置矩陣M的行數(shù)和列數(shù)n，設(shè)置小波編號W= 1，獲取小波類型表中小波的數(shù)量 wn，設(shè)置初始聲發(fā)射源分布信息熵HO = 0 ；S102建立nXn的矩陣M ；S103根據(jù)聲發(fā)射源的坐標(biāo)計算出每個聲發(fā)射源在矩陣M中對應(yīng)的列Mx和行My ；S104將M(MX，My)的值設(shè)置為被映射到M(MX，My)的聲發(fā)射源數(shù)量；S105對矩陣M進(jìn)行1次二維離散小波變換，取其低頻系數(shù)，得到新的矩陣Mhh ；S106設(shè)置初始區(qū)域數(shù)量na = 0，建立與Mhh —樣大小的矩陣F ；S107依次查看Mhh中的每一個元素，根據(jù)其相鄰元素的值設(shè)置F中對應(yīng)位置元素的值；S108計算每個聲發(fā)射源在矩陣F中的位置；S109將每個聲發(fā)射源與矩陣F中所對應(yīng)的元素的值作為該聲發(fā)射源所屬區(qū)域的編號；S110計算聲發(fā)射源分布信息熵H ；S111判斷H是否大于H0，若H大于H0，執(zhí)行步驟Sl 12，否則執(zhí)行步驟Sl 14 ；S112統(tǒng)計矩陣F中每種元素值的數(shù)量，計算各區(qū)域的面積；S113計算區(qū)域中聲發(fā)射源分布密度； Sl 14 設(shè)置 w = w+1 ；Sl15 判斷w是否大于wn，若w大于wn，執(zhí)行步驟Sl 16，否則執(zhí)行步驟S105 ；S116設(shè)置η = η+步進(jìn)值，該步進(jìn)值為非0自然數(shù)；S117判斷η是否大于儲罐直徑/0. 03，若大于，則結(jié)束，否則執(zhí)行步驟S102。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動識別方法，其特征在于所述步驟S107的子步驟如下S201獲取矩陣Mhh的行數(shù)LN，列數(shù)CN，設(shè)置當(dāng)前查看的行i = 1，列j = 1S202判斷Mhh(i，j)是否等于0，若Mhh(i，j)等于0，則執(zhí)行步驟S203，否則執(zhí)行步驟 S204 ；S203設(shè)置 F(i，j) = 0，執(zhí)行步驟 S210 ；S204:統(tǒng)計F(i，j)相鄰元素值非0的種類，建立集合x，每種值為集合χ中的一個元素；S205判斷χ是否為空集，若χ是空集，則執(zhí)行步驟S206，否則執(zhí)行步驟S207 ；S206建立新區(qū)域，設(shè)置na =皿+1，設(shè)置？(丨，j) = na，執(zhí)行步驟S210 ； S207:設(shè)置 F(i，j) =X(I)；S208判斷χ中元素個數(shù)是否大于1，若χ中元素個數(shù)大于1，則執(zhí)行步驟S209，否則執(zhí)行步驟S210 ；S209:F中與χ中元素值相等的元素值全部設(shè)置成X(I)；S210設(shè)置 j = j+1 ；S211判斷j是否大于CN，若j大于CN則執(zhí)行步驟S212，否則執(zhí)行步驟S202 ；S212設(shè)置 j = 1，i = i+1S213判斷i是否大于LN，若i大于LN則結(jié)束，否則執(zhí)行步驟S202。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動識別方法，其特征在于在步驟S102 行數(shù)和列數(shù)η的取值范圍為100 < η <儲罐直徑/0. 03，且η為自然數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動識別方法，其特征在于在步驟S103 射源在矩陣M中對應(yīng)的列Mx和行Mi按式(1)計算得出；中，矩陣M的中，每個聲發(fā)
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動識別方法，其特征在于在步驟S108中，每個聲發(fā)射源在矩陣F中的位置由式(2)計算得出
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動識別方法，其特征在于在步驟SllO中，聲發(fā)射源分布信息熵H按式C3)計算得出；
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動識別方法，其特征在于在步驟S112中，各區(qū)域的面積通過式(4)計算得出
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動識別方法，其特征在于在步驟S113中，區(qū)域中聲發(fā)射源分布密度由式( 得出
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動識別方法，其特征在于在步驟S116中，所述的步進(jìn)值的取值范圍為10 ≤步進(jìn)值≤ 100。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種罐底腐蝕聲發(fā)射檢測中聲源分布區(qū)域的自動識別方法，包括以下步驟獲取儲罐罐底每個聲發(fā)射源的坐標(biāo)；建立n×n矩陣M；根據(jù)聲發(fā)射源坐標(biāo)計算每個聲發(fā)射源在矩陣M中對應(yīng)列Mx和行My；將M(Mx，My)的值設(shè)為被映射到M(Mx，My)的聲發(fā)射源數(shù)量；對矩陣M進(jìn)行1次二維離散小波變換，取其低頻系數(shù)，得到新矩陣Mhh；依次查看Mhh中每個元素，根據(jù)其相鄰元素值判斷對應(yīng)位置聲發(fā)射源所屬區(qū)域；根據(jù)區(qū)域劃分結(jié)果計算區(qū)域聲發(fā)射源分布信息熵、聲發(fā)射源分布密度；依次改變n和小波類型找到使聲發(fā)射源分布信息熵最大的區(qū)域劃分結(jié)果作為最終區(qū)域識別結(jié)果。該方法能有效別罐內(nèi)聲發(fā)射源分布密集的區(qū)域，進(jìn)而評價罐底腐蝕狀況。
文檔編號G01N29/44GK102269736SQ20111019111
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者曾周末, 李一博, 杜剛, 王偉魁, 靳世久 申請人:天津大學(xué)