變截面缺損率8. 5%的條件下，不斷加寬裂紋缺陷寬度直至變?yōu)楦g缺陷，即缺陷寬 度分別為2mm、8mm、15mm、20mm、25mm ;缺陷每加寬一次，采集一次對應(yīng)的導(dǎo)波回波信號；檢 測所用激勵信號均采用漢寧窗調(diào)制的10周期正弦脈沖信號，激勵信號的頻率為90kHz ;激 勵電壓為20V。
[0035] S2:使用MATLAB軟件編寫小波濾波降噪算法，對步驟S1中得到的各個導(dǎo)波回波 信號使用db9小波基函數(shù)，將各檢測信號分解為6層，選取第3-4層進(jìn)行重構(gòu)，濾去其余層 的高頻信號和低頻信號得到缺陷波曲線；經(jīng)濾波后波形如圖1、圖3、圖5、圖7、圖9中波形 所示，其中第一個波峰為激勵波，第二個為缺陷波，第三個為端面回波，由于缺陷均加工在 7. 5m處，所以缺陷波均在同一位置。
[0036] S3 :以缺陷波幅值最大值點為中心，左右均截取0. 75倍激勵超聲導(dǎo)波波長的檢測 波形，獲得缺陷波曲線；使用MATLAB軟件中max命令及find命令找到距缺陷波幅值最大值 點1/2激勵超聲導(dǎo)波波長后第一個波包曲線的最大值點，作為特征小波包的最大值點；將 對應(yīng)位置的波形進(jìn)行放大，放大后波形如圖2、圖4、圖6、圖8、圖10所示，其中左側(cè)為缺陷 波，右側(cè)為特征小波包；以所述特征小波包的最大值點為中心，左右截取〇. 75倍激勵超聲 導(dǎo)波波長的檢測波形，得到特征小波包曲線；
[0037] S4:幅值作為特征參數(shù)，使用MATLAB軟件中max命令分別找出計算步驟S2中所述 缺陷波曲線的特征參數(shù)A和步驟S3中所述特征小波包曲線的特征參數(shù)B，并求兩者的比值， 將兩者比值作為缺陷類型判定系數(shù)，其結(jié)果見表1 ;由表1可知缺陷寬度小于1〇_，即為裂 紋缺陷時，幅值最大值的比值小于〇. 1 ;缺陷寬度大于l〇mm，即為腐蝕缺陷時，幅值最大值 的比值大于〇. 1，所以取〇. 1為以幅值為特征參數(shù)時缺陷類型界值。
[0038] 表 1
[0039]
[0040] S5 :對存在7mm寬缺陷和18mm寬缺陷的一般管道進(jìn)行檢測，管道外徑108mm，壁厚 5mm ;將兩者測得的導(dǎo)波回波信號重復(fù)步驟S2-步驟S4,得到該管道不同缺陷下的的缺陷類 型判定系數(shù)；如圖11所示，經(jīng)計算其缺陷類型判定系數(shù)為〇. 081，小于0. 1，則判定其為裂紋 缺陷，與實際相符；如圖12所示，經(jīng)計算其缺陷類型判定系數(shù)為0. 138,大于0. 1，則判定其 為腐蝕缺陷，與實際相符。
[0041] 其他特征參數(shù)均可用對應(yīng)的提取算法從缺陷波曲線及特征小波包曲線中得到，判 定方法與幅值特征參數(shù)一致，本實施例中不再詳細(xì)描述。
[0042] 所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不 背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換 或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于超聲導(dǎo)波的管道缺陷類型判別方法，其特征在于，包括如下步驟： 51 :取介質(zhì)均勻且無缺陷的標(biāo)準(zhǔn)管道，在管道一處制作截面缺損率為A%，寬度小于 2_的周向裂紋缺陷，將導(dǎo)波傳感器周向均布于管道上，導(dǎo)波傳感器激勵超聲導(dǎo)波對管道進(jìn) 行檢測，缺陷距檢測位置不小于Im;在不改變截面缺損率A%的條件下，不斷加寬裂紋缺陷 寬度直至變?yōu)楦g缺陷；缺陷每加寬一次，米集一次對應(yīng)的導(dǎo)波回波信號； 52 :對步驟Sl中得到的各個導(dǎo)波回波信號進(jìn)行小波分解重構(gòu)，選取與被分解的導(dǎo)波回 波信號波形相似的2-3層信號進(jìn)行小波重構(gòu)，得到缺陷波曲線； 53 :找到距步驟Sl中所述缺陷波曲線最大值點1/2激勵超聲導(dǎo)波波長后第一個波包曲 線的最大值點，作為特征小波包的最大值點；以所述特征小波包的最大值點為中心，左右截 取大于1/2激勵超聲導(dǎo)波波長的檢測波形，得到特征小波包曲線； 54 :分別計算步驟S2中所述缺陷波曲線的特征參數(shù)A和步驟S3中所述特征小波包曲 線的特征參數(shù)B，則缺陷類型判定系數(shù)為特征參數(shù)A/特征參數(shù)B; 55 :由步驟S4中得到的各個缺陷寬度下的缺陷類型判定系數(shù)并建立其與缺陷寬度、裂 紋缺陷與腐蝕缺陷寬度尺寸界值的特征對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而得到所述缺陷類型界值； 56 :對實際管道中測得的導(dǎo)波回波信號重復(fù)步驟S2-步驟S4,得到該管道的缺陷類型 判定系數(shù)；將該管道的缺陷類型判定系數(shù)與步驟S5中所述缺陷類型界值作比較，判定管道 缺陷類型；若缺陷類型判定系數(shù)大于缺陷類型界值則視為腐蝕缺陷，若缺陷類型判定系數(shù) 小于缺陷類型界值則視為裂紋缺陷。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲導(dǎo)波的管道缺陷類型判別方法，其特征在于， 步驟Sl中所述激勵信號均采用漢寧窗調(diào)制的10周期正弦脈沖信號，激勵信號的頻率范圍 為 10-200kHz。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲導(dǎo)波的管道缺陷類型判別方法，其特征在于， 步驟S2中所述小波重構(gòu)中使用的小波函數(shù)為db或sym小波基函數(shù)，分解層數(shù)為6層以上。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲導(dǎo)波的管道缺陷類型判別方法，其特征在于， 步驟S3中以所述特征小波包的最大值點為中心，左右截取0. 75倍激勵超聲導(dǎo)波波長的檢 測波形，得到特征小波包曲線。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲導(dǎo)波的管道缺陷類型判別方法，其特征在于， 步驟S4中所述特征參數(shù)為幅值特征參數(shù)、面積特征參數(shù)、能量特征參數(shù)、波形半高寬特征 參數(shù)、峰度特征參數(shù)、偏度特征參數(shù)、形狀特征參數(shù)、反射特征參數(shù)、熵值特征參數(shù)、頻域半 高寬特征參數(shù)、小波子空間能量特征參數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于超聲導(dǎo)波的管道缺陷類型判別方法，其特征在 于，步驟S5中所述裂紋缺陷與腐蝕缺陷寬度尺寸界值為10mm。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于超聲導(dǎo)波的管道缺陷類型判別方法，通過將導(dǎo)波傳感器周向均布于管道上采集導(dǎo)波回波信號，并對該信號進(jìn)行小波分解重構(gòu)得到缺陷波曲線，進(jìn)而得到特征小波包曲線，隨后將缺陷波曲線和特征小波包曲線的特征參數(shù)比值作為缺陷類型判定系數(shù)，通過比較缺陷類型判定系數(shù)和裂紋缺陷與腐蝕缺陷寬度尺寸界值大小，不僅能夠快速判斷管道缺陷的有無，還可以準(zhǔn)確判定管道的缺陷類型。該方法簡單快捷，能夠節(jié)省大量的檢測時間，對檢測人員的技術(shù)要求也相對較低，該判別方法的判定準(zhǔn)確率大于85％。
【IPC分類】G01N29/48, G01N29/04
【公開號】CN105203632
【申請?zhí)枴緾N201510658733
【發(fā)明人】姜銀方, 陳志偉, 姜文帆, 張偉, 嚴(yán)有琪
【申請人】江蘇大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月12日