基于超声导波的管道缺陷成像方法技术

本发明专利技术公开了一种基于超声导波的管道缺陷成像方法，使用导波检测技术对管道中的缺陷进行成像。在最优激励频率下，采集各接收传感器检测信号，使用小波滤波技术对波形进行去噪，使用傅里叶变换和变量变换的方法对检测数据进行分析计算，得到管道各位置的声场数据。本发明专利技术方法为导波检测管道缺陷提出了新的研究方法，效率高；成像方法无需聚焦系统，可以消除周向导波和其他模态导波的影响，可以克服导波波长较长和聚焦成像效率较低的缺点。缺陷的具体信息可从成像结果直接得到，无需再进行计算。实用性强，检测灵敏度高，缺陷定位精确，在管道无损检测领域具有广阔的应用前景。

Pipeline defect imaging method based on ultrasonic guided wave

The invention discloses a pipeline defect imaging method based on an ultrasonic guided wave, which uses a guided wave detection technique to image defects in a pipeline. The optimal excitation frequency acquisition, each receiving sensor detects the signal, using wavelet filtering technology to denoise waveform analysis method using Fourier transform and variable transformation of data measured by field data, the location of the pipeline. The method for the detection of pipeline defect guided wave and puts forward the research method, the new high efficiency; imaging method without focusing system can eliminate the effects of circumferential guided waves and other modes of guided waves and guided waves can overcome the long wavelength and imaging of the disadvantage of low efficiency. Specific information about defects can be obtained directly from imaging results without further computation. The utility model has the advantages of high practicability, high sensitivity and accurate location of defects, and has wide application prospect in the field of nondestructive testing of pipes.

【技术实现步骤摘要】
基于超声导波的管道缺陷成像方法
本专利技术涉及一种管道无损检测的方法，特别涉及一种采用超声导波检测管道的缺陷成像方法。属于无损检测

技术介绍
管道必须进行定期检测，及时采取措施，才能使管道避免泄漏、消除由于泄漏严重导致的爆炸等安全事故。超声导波管道检测技术具有检测距离长、效率高的特点，非常适合里程很长的管线检测。但现有导波检测所得结果均比较抽象，无法直观的得到缺陷信息，若能利用导波技术对管道进行成像检测，那么检测结果就可以用图像直观呈现，检测人员也更容易理解和掌握检测技术，从而使导波技术能更快更好的应用于管道检测中。付汝龙的专利CN201510015585.9中叙述了一种薄板工件相控阵超声导波成像检测系统及其检测方法，其原理是通过相控阵超声检测仪通过相控聚焦的方式激励相控阵超声导波探头，使相控阵超声导波探头产生超声导波和垂直入射进入工件的超声波，产生的超声导波用于薄板工件检测，产生的垂直进入工件的超声波用于探头耦合情况的监控，位置编码器随相控阵超声导波探头移动，相控阵超声检测仪同时采集相控阵超声导波探头接收的信号及位置编码器记录的探头位置信息，并通过成像软件在相控阵超声检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超声导波的管道缺陷成像方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将环形夹具安装在被检管道上并分别与激励源、计算机和示波器连接将环形夹具包覆在被检管道的周向上并锁紧，所述环形夹具的气囊带内侧固定了沿被检管道轴向彼此平行的多个传感器单元，每一传感器单元两端分别设置了激励传感器和接收传感器，形成了垂直于被检管道轴线的激励传感器环和接收传感器环；每个传感器单元与基准传感器单元的夹角分别为θ1、θ2…θN；激励传感器环输入端与信号激励源相连，接收传感器环的输出端与分别与计算机和示波器相连；对气囊带充气，随着气压的增大，多个传感器单元均匀地压在被检管道的外周面上；激励传感器在激励频率为谐振频率f的激励信...

【技术特征摘要】
1.一种基于超声导波的管道缺陷成像方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将环形夹具安装在被检管道上并分别与激励源、计算机和示波器连接将环形夹具包覆在被检管道的周向上并锁紧，所述环形夹具的气囊带内侧固定了沿被检管道轴向彼此平行的多个传感器单元，每一传感器单元两端分别设置了激励传感器和接收传感器，形成了垂直于被检管道轴线的激励传感器环和接收传感器环；每个传感器单元与基准传感器单元的夹角分别为θ1、θ2…θN；激励传感器环输入端与信号激励源相连，接收传感器环的输出端与分别与计算机和示波器相连；对气囊带充气，随着气压的增大，多个传感器单元均匀地压在被检管道的外周面上；激励传感器在激励频率为谐振频率f的激励信号下产生超声导波，接收传感器同时接收回波检测信号来测定被检管道的缺陷大小；2)对各接收传感器信号进行模数转换将各接收传感器所得信号记为yθ1…yθN，yθ是以时间t为自变量的函数，其表示距离管道端面为0时接收到的时域信号；3)使用小波分解重构软件对各检测信号进行小波分解选取与被分解的信号外观相似的2-3层信号进行小波重构，滤去剩下的高频和低频噪声信号；4)对降噪后的各检测信号yθ进行快速傅里叶变换将信号转换至频域Fθ，所述Fθ是以频率w为自变量的函数，其表示距离管道端面为0时接收到的信号的频率域；5)对自变量θ再次进行快速傅立叶变换在0-2f的频率范围内，提取信号中的每一相同频率成分，以自变量θ再次进行快速傅立叶变换，得到每一频率成分下，距离端面为0处的角谱Az＝0，Az＝0是以n为自变量的函数，其中n为激励模态的周向阶数，z代表距管道端面的距离；...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦林彬，姜银方，严有琪，陈志伟，陈凯歌，毛亚东，雷玉兰，张新，匡泓锦，蒋俊俊，陈波，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32