一种基于远场涡流去伪峰的管道大面积缺陷定量评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于远场涡流去伪峰的管道大面积缺陷定量评估方法，通过对远场传感器检测的相位信号经由滤除噪声，去除伪峰等预处理，得到相对干净的特征信号，再将处理后的特征信号用于管道缺陷损耗评估；其次，本发明专利技术在管道缺陷评估的时候考虑了单支管道和拼接管道两种情况，能较好的评估管道损伤程度，能够适应当前无损检测技术的发展趋势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无损检测
，更为具体地讲，涉及一种基于远场涡流去伪峰的管道大面积缺陷定量评估方法。
技术介绍
利用远场涡流信号对管道缺陷进行定量评估的研究对于管道防护和经济止损具有重要意义。相关技术中，例如美国Schlumberger公司研发的Electromagnetic Imaging Tool(EMIT)采用18个周向传感器的局部缺陷检测方法，其18个传感器检测数据中的伪峰信号是通过将每个传感器检测数据减去18个传感器的平均值来达到去除的目的。该方法虽然可实现传感器中伪峰信号的去除，但同时降低了传感器测试缺陷的能力，尤其是不能检测出环状缺陷。本专利采取的缺陷评估方法在单根管道的情况下可识别环状缺陷，在拼接式管道亦可更大程度评估局部缺陷真实情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于远场涡流去伪峰的管道大面积缺陷定量评估方法，在不知井下拼接管道的具体情况下，对拼接管道的大面积缺陷进行实时评估。为实现上述专利技术目的，本专利技术一种基于远场涡流去伪峰的管道大面积缺陷定量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、利用基于远场涡流的管道检测仪器获取具有时移关系的两个涡流检测信号，标记为峰值信号和伪峰值信号(2)、对峰值信号和伪峰值信号进行校正，再利用维纳去卷积滤波器去除伪峰信号；(3)、利用强局部加权回归算法和小波去噪原理对步骤(2)得到的信号进行处理，进而获得正确包含缺陷信息的特征相位信号；(4)、利用特征相位信号对拼接管道缺陷进行定量评估，得到拼接管道的缺陷。其中，所述的基于远场涡流的管道检测仪器采用发射线圈与双接收线圈同轴设置的结构方式，在双接收线圈间均匀分布着周向传感器；其中，发射线圈激励0＜f≤100Hz的正弦低频信号，接收线圈同轴置于距离发射线圈2.5～8倍的管道内直径的位置，且满足发射线圈与近端接收线圈之间的距离为d1，发射线圈与传感器之间的距离为d2，两个接收线圈之间的距离为d3；两个接收线圈具有相同的尺寸、材质，且均与发射线圈同轴布局。进一步的，所述的步骤(4)中，利用特征相位信号对拼接管道缺陷进行定量评估的方法为：(4.1)、计算t时刻远端接收线圈检测到的特征相位信号的估计值为：其中，Δt为管道检测仪器测试经过近端接收线圈与远端接收线圈距离所用时间；和分别为t时刻远端、近端接收线圈检测到的相位值；F(·)为离散傅里叶变换；IFFT(·)为离散傅里叶反变换；为离散傅里叶变化的共轭；γ为峰值信号与噪声信号之间信噪比(SNR)的倒数；(4.2)、根据步骤(4.1)中计算得到的估计值确定对应位置处无缺陷管道的正常相位估计值若则其中，为远端接收线圈去除发射处伪峰后，信号两次穿过管壁的相位偏转；若则向t时刻之前搜索直至即借用t'位置处的近似t时刻的正常相位；(4.3)、去除周向传感器检测相位中叠加的发射处信号再利用步骤(4.2)得到的正常相位估计值计算拼接管道的金属损耗率Si(t)；最后通过拼接管道的金属损耗率Si(t)可以得到拼接管道的缺陷。本专利技术的专利技术目的是这样实现的：本专利技术基于远场涡流去伪峰的管道大面积缺陷定量评估方法，通过对远场传感器检测的相位信号经由滤除噪声，去除伪峰等预处理，得到相对干净的特征信号，再将处理后的特征信号用于管道缺陷损耗评估；其次，本专利技术在管道缺陷评估的时候考虑了单支管道和拼接管道两种情况，能较好的评估管道损伤程度，能够适应当前无损检测技术的发展趋势。附图说明图1是基于远场涡流的管道检测仪器模型；图2是基于远场涡流的管道检测仪器检测管道大面积缺陷原理图；图3是管道检测仪器模型中双接收线圈去伪峰示意图；图4是接收间距对远场涡流信号的影响示意图；图5是小波去噪的基本流程图；图6是拼接管道示意图；图7是维纳滤波器模型原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。实施例在本实施例中，利用如图1所示的检测模型，对待检测管道的大面积缺陷进行检测，其中，检测模型主要采用发射线圈与双接收线圈同轴设置的结构方式，如图2所示，在双接收线圈间均匀分布着12个周向传感器；其中，发射线圈激励0＜f≤100Hz的正弦低频信号，双接收线圈同轴置于距离发射线圈2.5～8倍的管道内直径的位置，且满足发射线圈与近端接收线圈之间的距离为d1，发射线圈与传感器之间的距离为d2，两个接收线圈之间的距离为d3；两个接收线圈具有相同的尺寸、材质，且均与发射线圈同轴布局。下面对基于远场涡流去伪峰的管道大面积缺陷定量评估方法的具体步骤进行如下说明，其主要包括以下步骤：S1、利用基于远场涡流的管道检测仪器获取具有时移关系的两个涡流检测信号，标记为峰值信号和伪峰值信号如图2所示，将当接收线圈置于缺陷位置处，且发射线圈置于正常管道处时，基于远场涡流的管道检测仪器能够检测到能正确反应缺陷位置及大小信息的涡流检测信号，标记为峰值信号当发射线圈置于缺陷位置，且接收线圈置于正常管道处时，基于远场涡流的管道检测仪器能够检测到异于峰值信号、亦可反应缺陷位置及大小信息的涡流检测信号，标记为伪峰信号同一缺陷位置对应的峰值信号与伪峰信号在时序上满足如下关系：其中，*为卷积运算；f(d)为与距离d3有关的冲击响应函数。S2、对峰值信号和伪峰值信号进行校正，再利用维纳去卷积滤波器去除伪峰信号；在远场涡流测试时，测试信号的幅值能级变化较大，且远场检测信号微弱，而信号相位相对稳定，因此采用检测信号的相位作为检测特征信号；在本实施例中，如图3所示，设传感器检测处于第t个时刻的检测位置时，远端接收线圈的检测相位为传感器检测位置特征相位信号为发射线圈处的伪峰信号为则有：当管道检测仪器经过Δt个检测点时刻后，使得近端接收线圈移动到远端接收线圈的第t个时刻的检测位置，此时，近端接收线圈的检测相位为传感器检测位置特征相位信号为发射线圈处的伪峰信号为则有：由于两个接收线圈具有相同的物理参数，则有：当管道无缺陷、各向同性时，式(2)和式(3)可得基于远场涡流的双接收线圈去伪峰模型；也就是说，在正常管道上，两个接收线圈的检测相位特征信号相等，不考虑两个接收线圈与发射线圈距离不等造成的误差。而在实际中，当接收线圈与发射线圈间距不同时，特征相位值不同，如图4所示。因此，两个接收线圈任意时刻的检测特征信号相位值不同；为了将基于远场涡流的双接收线圈去伪峰模型应用到实际的管道检测仪器中，现需校正式(6)，使得式(5)成立。具体校正过程如下：设被测管道无缺陷且各向同性，则有：为各间距接收线圈检测的远场涡流信号一次穿透管壁对应的相位特征量；为了使式(5)成立，将式(7)中远端接收线圈的特征信号相位值校正为其中，map为校正函数，等价于：经过式(7)～(9)校正后，两个与发射线圈不等间距的接收线圈测试的特征信号相位值满足式(5)。由式(1)可知，基于远场涡流的相位测试特征信号中，峰值信号与伪峰信号在时序上呈现卷积的特性，本实施例采用维纳去卷积滤波器去除伪峰信号；经过式(7)～(9)的校正后，在同一位置，两个接收线圈的特征相位信号，与有以下关系，基于式(10)，将式(3)和式(2)中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于远场涡流去伪峰的管道大面积缺陷定量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、利用基于远场涡流的管道检测仪器获取具有时移关系的两个涡流检测信号，标记为峰值信号和伪峰值信号(2)、对峰值信号和伪峰值信号进行校正，再利用维纳去卷积滤波器去除伪峰信号；(3)、利用强局部加权回归算法和小波去噪原理对步骤(2)得到的信号进行处理，进而获得正确包含缺陷信息的特征相位信号；(4)、利用特征相位信号对拼接管道缺陷进行定量评估，得到拼接管道的缺陷。

【技术特征摘要】
1.一种基于远场涡流去伪峰的管道大面积缺陷定量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、利用基于远场涡流的管道检测仪器获取具有时移关系的两个涡流检测信号，标记为峰值信号和伪峰值信号(2)、对峰值信号和伪峰值信号进行校正，再利用维纳去卷积滤波器去除伪峰信号；(3)、利用强局部加权回归算法和小波去噪原理对步骤(2)得到的信号进行处理，进而获得正确包含缺陷信息的特征相位信号；(4)、利用特征相位信号对拼接管道缺陷进行定量评估，得到拼接管道的缺陷。2.根据权利要求1所述的基于远场涡流去伪峰的管道大面积缺陷定量评估方法，其特征在于，所述的基于远场涡流的管道检测仪器采用发射线圈与双接收线圈同轴设置的结构方式，在双接收线圈间均匀分布着周向传感器；其中，发射线圈激励0＜f≤100Hz的正弦低频信号，接收线圈同轴置于距离发射线圈2.5～8倍的管道内直径的位置，且满足发射线圈与近端接收线圈之间的距离为d1，发射线圈与传感器之间的距离为d2，两个接收线圈之间的距离为d3；两个接收线圈具有相同的尺寸、材质，且均与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，师奕兵，王志刚，李焱骏，张芸，罗清旺，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51