[發(fā)明專利]管道無(wú)損檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210362498.7
• 申請(qǐng)日: 2012-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN102927448A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚政;聶蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京聲迅電子股份有限公司
• 主分類號(hào): F17D5/02
• 分類號(hào): F17D5/02;G06T7/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種管道無(wú)損檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代化工行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到高度自動(dòng)化的生產(chǎn)過(guò)程，大多數(shù)設(shè)備處于流程化作業(yè)、長(zhǎng)周期運(yùn)行的狀態(tài)，有些甚至在高溫、高壓及易腐蝕的環(huán)境下運(yùn)行，存在著易燃、易爆的危險(xiǎn)性。因此，生產(chǎn)過(guò)程中重大設(shè)備的監(jiān)測(cè)顯得十分重要。目前，普遍采用嚴(yán)格執(zhí)行定期大修制度的做法，此方法存在著一定的盲目性，效率不高，有些不必要的停機(jī)檢修會(huì)使生產(chǎn)停滯而帶來(lái)額外的經(jīng)濟(jì)損失。現(xiàn)代社會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及安全的要求越來(lái)越高，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)保障設(shè)備結(jié)構(gòu)的安全服役、提高產(chǎn)品質(zhì)量等具有重要的作用，許多領(lǐng)域，特別是航空航天等部門對(duì)無(wú)損檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性的要求更高。如在民航維修中采用該技術(shù)，能有效地發(fā)現(xiàn)民用航空器的疲勞裂紋、結(jié)構(gòu)腐蝕、分層、脫膠等損傷，并能跟蹤檢測(cè)損傷的發(fā)展，以保持結(jié)構(gòu)的完整性，是控制航空器制造質(zhì)量和保持其持續(xù)適航的重要手段。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也從最初分屬不同領(lǐng)域的簡(jiǎn)單探傷檢測(cè)發(fā)展成為一門富有生命力的專門技術(shù)學(xué)科。由于它涉及許多技術(shù)領(lǐng)域，因此，又是一門邊緣學(xué)科。無(wú)損檢測(cè)方法很多，大概可分六大類約70多種，在GB/T5616無(wú)損檢測(cè)應(yīng)用導(dǎo)則中對(duì)此進(jìn)行了分類：輻射(工業(yè)CT)，聲學(xué)(MAT電磁聲檢測(cè)，超聲，聲發(fā)射)，電磁(渦流、漏磁)，表面方法，泄漏方法，紅外線方法等。國(guó)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用中最常用的無(wú)損檢測(cè)方法有五種，即所謂的五大常規(guī)檢測(cè)：超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)、渦流檢測(cè)、滲透檢測(cè)和磁粉檢測(cè)。此外，非常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有聲發(fā)射、泄漏檢測(cè)、光全息照相、紅外熱成像、微波檢測(cè)等。

各種無(wú)損檢測(cè)方法各有其局限性及適用范圍，如渦流、滲透、磁粉三種檢測(cè)方法主要是針對(duì)被檢物的表面及近表面的缺陷，對(duì)于被檢物內(nèi)部的缺陷則要靠超聲、射線兩種方法來(lái)檢驗(yàn)。目前還沒(méi)有一種全能的檢測(cè)方法，在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的檢測(cè)方法，或多種檢測(cè)同時(shí)使用，相互補(bǔ)充驗(yàn)證。作為一種綜合性技術(shù)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)經(jīng)歷了從無(wú)損探傷和無(wú)損檢測(cè)，到無(wú)損評(píng)價(jià)，并且向定量無(wú)損評(píng)價(jià)發(fā)展的過(guò)程，除了常規(guī)的超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)、渦流檢測(cè)、磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè)方法，隨著科技進(jìn)步，新的檢測(cè)方法不斷出現(xiàn)并得到逐步發(fā)展和完善，并且這些檢測(cè)方法互為補(bǔ)充，共同發(fā)展。紅外輻射成像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是隨著紅外熱成像技術(shù)等的發(fā)展而出現(xiàn)的一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，近來(lái)引起人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注。從性能上看，紅外成像檢測(cè)具有快速、直觀、非接觸、一次觀測(cè)面積大等優(yōu)點(diǎn)，適合于外場(chǎng)、在線在役檢測(cè)；從功能上看，非常適合于對(duì)固體表面和亞表面裂紋、銹蝕、脫粘等一類疲勞損傷的發(fā)展性缺陷的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。與超聲、滲透、磁粉檢測(cè)相比，紅外檢測(cè)是非接觸檢測(cè)，無(wú)污染；與射線檢測(cè)相比，紅外檢測(cè)同樣可以大面積檢測(cè)，同時(shí)又具有安全、單面檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，是一種安全無(wú)污染的“綠色”檢測(cè)技術(shù)，可完成超聲波、X射線、渦流檢測(cè)及聲發(fā)射等技術(shù)無(wú)法勝任的檢測(cè)任務(wù)，其獨(dú)特的功能是傳統(tǒng)常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)所不能替代。

紅外測(cè)溫裝置一般由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，視場(chǎng)的大小由測(cè)溫裝置的光學(xué)零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測(cè)器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器和信號(hào)處理電路，并按照儀器內(nèi)置的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值。熱紅外探測(cè)器可探測(cè)0.1至0.05度的溫差，長(zhǎng)波紅外影像可穿透煙霧，分辨率高，空間分辨能力更可達(dá)0.1毫弧度。任何物質(zhì)只要有溫度就會(huì)輻射紅外線，溫度不同，輻射的紅外線就有差異。大多數(shù)情況下，管道內(nèi)介質(zhì)的溫度與周圍的環(huán)境溫度不同，通過(guò)紅外線成像設(shè)備可以得到溫度差形成的圖像。一旦管道發(fā)生泄漏，周圍環(huán)境的溫度必然發(fā)生變化，由此可以判斷管道泄漏。利用熱紅外成像技術(shù)，記錄管道平時(shí)周圍環(huán)境溫度數(shù)據(jù)和熱圖譜，實(shí)時(shí)檢測(cè)管道周圍環(huán)境溫度場(chǎng)的變化，從而發(fā)現(xiàn)泄漏。熱紅外成像的缺點(diǎn)是對(duì)管道的埋設(shè)深度有一定的限制，只有在氣溫與管道內(nèi)介質(zhì)相差很大時(shí)才有可能使用成功，而且需要很長(zhǎng)時(shí)間。

由于紅外目標(biāo)和景物的固有的特性以及外界大氣環(huán)境因素的干擾影響作用，使得紅外圖像的信噪比較低，圖像的空間相關(guān)性強(qiáng)、對(duì)比度低、視覺(jué)效果模糊，這將非常不利于后續(xù)觀察，目標(biāo)探測(cè)和識(shí)別任務(wù)，嚴(yán)重影響觀察的準(zhǔn)確性和有效性。因此，抑制紅外圖像的噪聲，提高紅外圖像的信噪比以及調(diào)整紅外圖像的對(duì)比度，增強(qiáng)紅外圖像邊緣以及線條等操作將是必不可少的圖像處理操作。