[發明專利]一種管道缺陷漏磁信號的特征提取方法

有效

• 申請號: 201710168153.0
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106870957B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 劉金海;張化光;汪剛;馮健;馬大中;王婷婷
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02;G01N27/85
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

1.一種管道缺陷漏磁信號的特征提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：對比分析不同尺寸缺陷的缺陷漏磁信號，定義與缺陷尺寸相關的軸向特征量和周向特征量；

步驟2：采集管道缺陷信號進行放大、插值和濾波，得到缺陷漏磁信號，確定缺陷漏磁信號中缺陷所在的軸向位置和周向能檢測到缺陷漏磁信號變化的通道范圍；

步驟3：分別計算缺陷漏磁信號中各通道軸向漏磁信號的最大值與最小值的差值，提取差值最大軸向漏磁信號作為軸向最大通道漏磁信號；

步驟4：采用小波變換法計算軸向最大通道漏磁信號的所有極值點及拐點；

步驟5：根據軸向最大通道漏磁信號上的極小值點找到軸向最大通道漏磁信號峰谷位置及峰谷值；

步驟6：根據軸向最大通道漏磁信號上的極大值點判斷該軸向最大通道漏磁信號對應缺陷是否為雙峰缺陷即軸向最大通道漏磁信號存在兩個極大值點，若是雙峰缺陷，執行步驟7，否則，執行步驟8：

步驟7：通過對比極大值點位置確定正確的左右峰位置及左右峰值，執行步驟9；

步驟8：把唯一的極大值點定義為左峰，把和右峰相關的特征量置零；

步驟9：利用軸向最大通道漏磁信號上的峰谷位置、峰谷值、左右峰位置、峰值、拐點和特殊點計算與缺陷相關的軸向特征量；

所述與缺陷相關的軸向特征量包括：軸向谷寬度、軸向峰峰間距、軸向峰谷平均差、軸向左峰谷差、軸向右峰谷差、軸向微分最值間距、軸向微分最值差值、軸向特殊點間距、軸向缺陷面積和軸向缺陷面能量；

所述軸向特殊點的間距為求缺陷長度的關鍵特征量；所述軸向特殊點提取方法為：設置求長的比例m_RateA，根據X+(Y-X)*m_RateA求出閾值，其中，X為軸向最大通道漏磁信號谷值平均值，Y為軸向最大通道漏磁信號最大峰值，軸向最大通道漏磁信號中和閾值最接近的兩個點即為軸向特殊點；

步驟10：利用軸向漏磁信號提取周向信號，利用周向信號求取與缺陷寬度相關的周向特征量；具體包括：

步驟10-1：載入預處理過的缺陷漏磁信號；

步驟10-2：分別提取缺陷通道范圍內各通道軸向信號最大值所在位置對應所有通道數據作為周向信號，并將最大值位置相同的數據進行合并去除；

步驟10-3：獲取缺陷通道范圍內周向信號最大值所在通道，利用該通道將所有周向信號進行居中處理；

步驟10-4：計算所有周向信號中缺陷通道范圍內的最大值m_Y_max2和中值m_Min2，并將峰值最大的周向信號m_aHsd提取出來，設置求長的比例m_RateB，求出每條周向信號閾值m_Y2＝m_Min2+(m_Y_max2-m_Min2)*m_RateB；

步驟10-5：找到各條周向信號上和閾值m_Y2最接近的點，取所有點中最左點和最右點作為周向信號的特殊點，并將得到的周向信號的兩特殊點映射到峰值最大的周向信號m_aHsd上：

步驟10-6：采用小波變換法計算峰值最大的周向信號m_aHsd的極值點；

步驟10-7：根據峰值最大的周向信號m_aHsd上的特殊點及極值點，計算與缺陷寬度相關的周向特征量；

步驟11：根據周向信號特殊點位置確定通道范圍，提取通道范圍內的軸向信號，利用小波變換求解提取出來的軸向信號的峰谷位置及峰谷值，計算缺陷體積及缺陷體能量，實現缺陷漏磁信號中與缺陷尺寸相關全部特征量的提取。

2.根據權利要求1所述的管道缺陷漏磁信號的特征提取方法，其特征在于，所述步驟4具體包括：

步驟4-1：對軸向最大通道漏磁信號采用基小波為Gauss函數的一階導數進行小波變換，求解信號極值點，所述小波變換的尺度a＝12；

步驟4-2：對軸向最大通道漏磁信號采用基小波為“墨西哥帽”小波函數進行小波變換，求解信號拐點，所述小波變換的尺度a＝24。