用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法与流程

allin2025-03-26  45


本发明涉及无损检测信号处理领域,尤其涉及一种用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法。


背景技术:

1、在油气行业,绝缘包覆管道作为绝缘包覆构件的典型应用,被广泛应用于油气勘探、开采、运输、加工及存储过程中,目前绝缘包覆管道承担我国大部分原油和天然气运输。

2、共面边缘电场检测技术是一种新型的无损检测方法,它能对绝缘材料缺陷和金属材料缺陷进行有效的检测,其基本原理是利用分布在共面电极对间的准静态边缘电场对被测试件进行检测,当被测试件存在缺陷时,缺陷会对准静态边缘电场产生扰动,准静态边缘电场的变化导致共面电极对间电场线发生改变,通过测量变化电场值实现缺陷检测。共面边缘电场检测技术作为一种新型的电磁无损检测技术,它能检测金属材料缺陷和绝缘材料缺陷,具有非接触、安全、环保、价格便宜、对检测环境要求不高、应用范围广等特点。

3、在应用共面边缘电场检测技术检测被测试件缺陷过程中,电场传感器与被测试件间的提离距离是影响检测效果的关键因素。理想情况下,提离距离是固定不变的。而在实际试验检测过程中,由于台架微小抖动、试验平台轻微晃动和其他外部不可控因素,提离距离会发生改变,产生提离扰动。根据提离扰动影响检测结果的作用程度,提离扰动一般分为小提离扰动和大提离扰动。小提离扰动多连续不断,贯穿整个试验过程,造成检测结果不光滑;而大提离扰动呈现突变性,存在于试验过程中某一时刻。鉴于共面边缘电场检测技术检测体缺陷特性,小提离扰动检测变化量要小于体缺陷检测变化量,两者容易区分;而大提离扰动检测变化量与体缺陷检测变化量相近,两者难以区分。

4、因此,对于共面边缘电场检测技术,判别提离扰动与缺陷是缺陷检出、区分和定量评估的前提条件,也是亟待解决的判别难题。本领域技术人员有必要提出一种用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的共面边缘电场检测技术检测过程中存在的小提离扰动多连续不断,贯穿整个试验过程,造成检测结果不光滑;而大提离扰动呈现突变性,存在于试验过程中某一时刻扰动检测变化量与体缺陷检测变化量相近,两者难以区分的问题,本发明的目的在于:提供一种用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,通过结合检测结果畸变率、梯度值曲线、加权处理值和每个峰值对应的积分值实现判别提离扰动与缺陷的方法,从而提高缺陷检测准确率。

2、为实现上述目的,本发明采取的技术方案是:一种用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,用于基于共面边缘电场检测技术的电场传感器检测被测试件获取的检测信号,包括以下步骤:

3、步骤1:接收输入的电场检测信号;

4、步骤2:对所述电场检测信号求翻转值ayn;

5、步骤3:设置分类阈值pn1,对所述翻转值ayn求畸变率byn,根据所述分类阈值pn1对所述畸变率byn进行分类,得到一次阈值处理信号eyn;

6、步骤4:对所述翻转值ayn求梯度值fyn,对所述梯度值fyn求梯度峰值间水平长度ln和垂直高度hn;

7、步骤5:对所述一次阈值处理信号eyn求加权处理值gyn,对所述加权处理值gyn求积分值kyn;

8、步骤6:设定判定阈值pn2,判断所述积分值kyn与所述判定阈值pn2之间的关系,得到检测信号的判定结果。

9、上述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,所述步骤1中,所述电场检测信号包含提离高度l下的电场传感器对含缺陷被测试件的检测信号yn和同一提离高度l下的电场传感器对同一材质无缺陷被测试件的检测信号ysn。

10、上述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,在步骤2中,所述翻转值ayn=|yn-ysn|+ysn。

11、上述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,在步骤3中,所述畸变率byn=(ayn-ysn)/ysn,所述畸变率进行分类包括:畸变率小于分类阈值pn1的小畸变率byn1和畸变率不小于分类阈值pn1的大畸变率byn2,对所述小畸变率byn1进行赋0值操作,其结果为赋值畸变率cyn,所述大畸变率byn2保持不变,得到定畸变率dyn,合并所述赋值畸变率cyn和定畸变率dyn,得到所述一次阈值处理信号eyn。

12、上述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,所述分类阈值pn1是根据含缺陷被测试件检测信号yn和同一材质无缺陷被测试件检测信号ysn两者畸变率设置的;所述判定阈值pn2是根据共面边缘电场检测技术对最小体缺陷检测结果的积分值设置的。

13、上述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,在步骤4中,所述梯度值fyn=grad(ayn),所述梯度峰值间水平长度ln和垂直高度hn的获取位置与所述一次阈值处理信号eyn中的每个峰值相对应。

14、上述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,在步骤5中,所述加权处理值gyn=eyn×ln/hn,所述积分值kyn=∫(gyn)dx,所述积分值kyn均要对所述一次阈值处理信号eyn中的每个峰值进行运算。

15、上述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,在步骤6中,所述判定结果包括提离扰动、缺陷,判定所述积分值kyn对应的位置为提离扰动时,所述积分值kyn小于所述判定阈值pn2;判定所述积分值kyn对应的位置为缺陷时,所述积分值kyn大于等于所述判定阈值pn2。

16、上述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,所述电场检测信号求翻转值ayn、所述翻转值ayn求畸变率byn、所述翻转值ayn求梯度值fyn=grad(ayn)、对所述一次阈值处理信号eyn求加权处理值gyn、对所述加权处理值gyn求积分值使用excel软件、labview软件、mathtype软件、matlab软件、python软件中的一种或多种。

17、本发明一种用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法的有益效果是:本发明提供的方法能同时过滤掉小提离扰动并区分出大提离扰动与缺陷,通过结合检测结果畸变率、梯度值曲线、加权处理值和每个峰值对应的积分值等步骤实现判别提离扰动与缺陷的方法,从而达到提高缺陷检测准确率的目的。



技术特征:

1.一种用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,用于基于共面边缘电场检测技术的电场传感器检测被测试件获取的检测信号,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,其特征在于:所述步骤1中,所述电场检测信号包含提离高度l下的电场传感器对含缺陷被测试件的检测信号yn和同一提离高度l下的电场传感器对同一材质无缺陷被测试件的检测信号ysn。

3.根据权利要求2所述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,其特征在于:在步骤2中,所述翻转值ayn=|yn-ysn|+ysn。

4.根据权利要求3所述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,其特征在于:在步骤3中,所述畸变率byn=(ayn-ysn)/ysn,所述畸变率进行分类包括:畸变率小于分类阈值pn1的小畸变率byn1和畸变率不小于分类阈值pn1的大畸变率byn2,对所述小畸变率byn1进行赋0值操作,其结果为赋值畸变率cyn,所述大畸变率byn2保持不变,得到定畸变率dyn,合并所述赋值畸变率cyn和定畸变率dyn,得到所述一次阈值处理信号eyn。

5.根据权利要求4所述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,其特征在于:所述分类阈值pn1是根据含缺陷被测试件检测信号yn和同一材质无缺陷被测试件检测信号ysn两者畸变率设置的;所述判定阈值pn2是根据共面边缘电场检测技术对最小体缺陷检测结果的积分值设置的。

6.根据权利要求5所述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,其特征在于:在步骤4中,所述梯度值fyn=grad(ayn),所述梯度峰值间水平长度ln和垂直高度hn的获取位置与所述一次阈值处理信号eyn中的每个峰值相对应。

7.根据权利要求6所述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,其特征在于:在步骤5中,所述加权处理值gyn=eyn×ln/hn,所述积分值kyn=∫(gyn)dx,所述积分值kyn均要对所述一次阈值处理信号eyn中的每个峰值进行运算。

8.根据权利要求7所述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,其特征在于:在步骤6中,所述判定结果包括提离扰动、缺陷,判定所述积分值kyn对应的位置为提离扰动时,所述积分值kyn小于所述判定阈值pn2;判定所述积分值kyn对应的位置为缺陷时,所述积分值kyn大于等于所述判定阈值pn2。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,其特征在于:所述电场检测信号求翻转值ayn、所述翻转值ayn求畸变率byn、所述翻转值ayn求梯度值fyn=grad(ayn)、对所述一次阈值处理信号eyn求加权处理值gyn、对所述加权处理值gyn求积分值使用excel软件、labview软件、mathtype软件、matlab软件、python软件中的一种或多种。


技术总结
本发明涉及一种用于共面边缘电场检测技术判别提离扰动与缺陷的方法,包括步骤1:接收电场检测信号;步骤2:对电场检测信号求翻转值;步骤3:设置分类阈值,对翻转值求畸变率,根据分类阈值对畸变率进行分类,得到一次阈值处理信号;步骤4:对翻转值求梯度值,对梯度值求梯度峰值间水平长度和垂直高度;步骤5:对一次阈值处理信号求加权处理值,对加权处理值求积分值;步骤6:设定判定阈值,判断积分值与判定阈值之间的关系,得到检测信号的判定结果。本发明能同时过滤掉小提离扰动并区分出大提离扰动与缺陷,结合畸变率、梯度值、加权处理值和每个峰值对应的积分值等步骤实现判别提离扰动与缺陷的方法,从而达到提高缺陷检测准确率的目的。

技术研发人员:李振,荆圆圆,朱怡静,张帅中,刘乾,迟雯丹,许梦雪
受保护的技术使用者:山东省海洋科学研究院(青岛国家海洋科学研究中心)
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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