[發明專利]一種基于特征增強的耐張線夾壓接缺陷超聲B掃檢測方法

有效

• 申請號: 201410424671.0
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104181233A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 李曉紅;朱成麗;張俊;梁龍雙
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

技術領域

本發明屬于檢測耐張線夾壓接質量的技術領域，具體涉及一種耐張線夾鋼管與鋼絞線壓接段壓接質量的超聲B掃檢測方法。

背景技術

輸電線路耐張線夾與絞線的連接安裝常在高空進行，安裝工藝為壓接，要保證壓接質量達到設計及相關規范要求，操作難度比較大，容易產生壓接缺陷，導致電網輸電線路事故頻發。輸電線路耐張線夾可分為導線耐張線夾和地線耐張線夾兩種。地線耐張線夾只有鋼錨，其壓接即鋼錨的鋼管與鋼絞線的壓接；導線耐張線夾由鋼錨、鋁管兩部分構成，其壓接時，需先壓接鋼管和鋼絞線，再壓接鋁管和鋼芯鋁絞線、鋼錨凹槽。鋼絞線未穿到鋼管底部導致壓接后鋼管底部存在空段，是常見的高危壓接缺陷。

目前，線夾壓接施工中使用的外觀檢測及握力抽查的手段無法實現這類缺陷的無損檢測。射線法和超聲法是最常用的內部缺陷檢測方法。射線法較超聲法直觀，但透照工藝需保證膠片和放射源在工件兩側，占用空間大。射線機高空架設、防護困難。且現有射線機重量較大，不利于高空操作。而超聲法儀器設備占用空間小，現有掌上式超聲A/B/C/TOFD-掃描成像系統，靈活高效。且超聲對人體無害、檢測成本低。因此，相對于射線法，超聲檢測高空作業優勢較大。

B掃圖像是由超聲信號經灰度化后得到的數據矩陣形成，峰值及谷值分別對應灰度255和0，相對于A掃描，超聲B掃更加高效、直觀。鋼管與鋼絞線的壓接結構較特殊，壓接表面多壓痕，影響耦合。且因絞線由多股線螺旋絞制而成，鋼管和絞線壓接后管內壁塑性變形呈螺旋特征，主聲束反射角及殘余孔隙率均沿軸、周向變化，導致該結構超聲回波信號復雜，當主聲束正對線股之間的間隙時，回波特征與內空缺陷類似。為進一步提高檢測的可靠性、效率及智能性，需對B掃數據進行缺陷特征增強處理。

發明內容

本發明提供了一種耐張線夾鋼管與鋼絞線壓接段壓接質量的超聲B掃檢測方法，根據檢測環境、線夾結構及缺陷特點，設計了最優檢測工藝和缺陷特征優化方法，最終處理結果能夠直觀地反映檢測段是否存在缺陷及缺陷的參數，以滿足施工人員現場檢測的要求。

本發明所采用的技術方案是：一種基于特征增強的耐張線夾壓接缺陷超聲B掃檢測方法，用于在鋼管與鋼絞線壓接后針對鋼管與鋼絞線壓接段的內空缺陷進行檢測，適用于導線耐張線夾和地線耐張線夾；其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：確定待檢耐張線夾鋼管原始尺寸，選用帶楔塊的縱波直探頭，頻率為5～10MHz，晶片尺寸根據鋼管外徑R選定；所述的楔塊，其延遲時間需≥4μs，耦合劑選用機油；

步驟2：采用超聲儀的B掃功能及脈沖反射法，時基范圍m≥20㎜，儀器增益設定為43～47dB，使探頭從鋼管底端向管口方向，沿鋼管的壓接面軸向中心線采集B掃數據；

步驟3：針對結構及缺陷特點，對B掃數據進行特征增強處理，以獲取特征增強型矩陣E。

步驟4：從特征增強型矩陣E中提取出對缺陷敏感的特征量C，繪制出特征量C的變化曲線，曲線的橫軸表示各元素的序號，縱軸為元素值；

步驟5：通過特征量C的變化曲線分析檢測段內是否存在內空缺陷，獲取橫軸與曲線第一個交點的橫坐標m，若m不存在，則判斷檢測段內全部為空段；若m＞0，且橫坐標在0和m之間時，曲線峰值≥6，則判定檢測長度內存在內空缺陷；若不符合上述兩種情況，則判定檢測長度內不存在內空缺陷；

步驟6：若判定檢測段內存在內空缺陷，計算m與特征量C元素總量M的比值δ，檢測段空段占比φ即為δ。

作為優選，步驟1中所述的晶片尺寸根據鋼管外徑R選定，其選定標準為：當鋼管外徑R≤17㎜，晶片尺寸選為6㎜；當R＞17㎜且R≤22㎜，晶片尺寸選為8㎜；當R＞22㎜，晶片尺寸選為10㎜。

作為優選，步驟3中所述的對B掃數據進行特征增強處理以獲取特征增強型矩陣E，其具體實現過程包含以下子步驟：

步驟3.1：讀取B掃原始數據矩陣Z₀(M行N列)，選取一定的列閾值A以去除固定界面波，得到新的矩陣Z(M行N-A列)，A值等于固定界面波所占的數據寬度；

步驟3.2：設定列間隔T，從Z矩陣第1列開始以T列為間隔，連續選定3組M行T列的矩陣數據Z1、Z2、Z3，其中Z1的起始列為第1列，Z2的起始列為第(T+1)列，Z3的起始列為第(2T+1)列，所述的列間隔T為N×b/s舍尾取整，其中，b為受壓前待檢耐張線夾鋼管壁厚，N為原始檢測數據矩陣Z₀的列數，s為時基范圍的設定值；