[發明專利]基于SH0

有效

• 申請號: 202110092912.6
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112964781B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 吳斌;王歡;楊寧祥;劉秀成;劉堯
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公布了一種基于SHsubgt;0/subgt;模態反射波場拼接的儲罐腐蝕缺陷成像方法，利用多通道磁致伸縮傳感器檢測儲罐壁板中的SHsubgt;0/subgt;模態超聲導波的反射波場，用于扇形區域的全聚焦成像。通過機械旋轉多通道磁致伸縮傳感器，獲得多個扇形區域的全聚焦成像結果，對多幅交疊的全聚焦成像圖進行校正、裁剪和拼接，實現了360°范圍內長距離儲罐腐蝕缺陷的定位檢測與成像。配合該方法的實施，提供了一種無損檢測系統，包括機械旋轉式多通道磁致伸縮傳感器、超聲導波激勵采集模塊、電機驅動模塊和主控模塊。利用本發明公布的方法，可以在單點僅布置一個傳感器，即可完成大面積內儲罐腐蝕缺陷的快速準確定位及成像。

技術領域

本發明涉及一種基于SH₀模態反射波場拼接的儲罐腐蝕缺陷成像方法，屬于無損檢測領域，適用于大型儲罐壁板腐蝕缺陷的快速定位。

背景技術

大型儲罐壁板的腐蝕缺陷檢測是石化行業的重大需求，磁致伸縮超聲導波技術具有檢測距離遠、檢測速度快等優勢，在儲罐壁板的腐蝕缺陷檢測中得到實驗應用。但針對大型儲罐壁板的全面積掃查成像，目前尚缺乏高效、高精度的方案。

《鋼板缺陷的磁致伸縮SH₀模態導波掃查傳感器》(吳斌等，無損檢測，2020，42:1-7)一文中公布了一種利用磁致伸縮SH₀模態導波傳感器沿粘貼在儲罐壁板的鐵鈷合金條帶進行直線掃查的方案，可以獲得大范圍內的SH₀模態導波反射信號。但單通道傳感器激發的SH₀模態波場存在聲束擴散問題，直線掃描得到的幅值成像結果難以實現缺陷的準確定位及輪廓識別。相比而言，全聚焦超聲導波成像具有更高的缺陷定位及輪廓重構精度。但常規的全聚焦超聲導波成像方法，需要將多通道傳感器或陣列傳感器固定在特定位置，只能實現扇形區域的掃查成像，無法實現360°范圍內的全面積成像。文獻(Vinogradov?S,Cobb?A,Bartlett?J,et?al.Development?of?a?novel?omnidirectional?magnetostrictivetransducer?for?plate?applications[C]//American?Institute?of?PhysicsConference?Series.American?Institute?of?Physics?Conference?Series,2018)公布了一種改進方案，利用機械旋轉單一通道的磁致伸縮傳感器，連續獲得多個角度的SH₀模態導波反射信號，基于合成孔徑聚焦算法得到了儲罐壁板360°范圍內的全面積成像。單通道磁致伸縮傳感器可檢測的范圍非常有限，為提高缺陷定位精度往往傳感器需要旋轉幾十次。此外，合成孔徑聚焦算法的定位精度隨檢測距離增大而大幅下降，難以保證全角度、長距離內缺陷的高精度檢測定位。

為解決已有方法存在的問題，本發明公布了一種結合旋轉式多通道磁致伸縮傳感器和全聚焦成像拼接算法的儲罐壁板腐蝕缺陷檢測定位新方案，旋轉式多通道磁致伸縮傳感器的使用和多幅圖像的拼接算法，確保了360°范圍內儲罐壁板的SH₀模態導波成像。全聚焦成像算法在寬角度、長距離范圍內均具有高于合成孔徑聚焦算法的缺陷定位精度。因此，本發明公布的方法可以在保持較高的缺陷定位精度條件下，有效降低多通道磁致伸縮傳感器的旋轉次數。

發明內容

本發明的目的為了研制一種基于SH₀模態反射波場拼接的儲罐腐蝕缺陷成像方法。利用多通道磁致伸縮傳感器檢測儲罐壁板中的SH₀模態超聲導波的反射波場，實現扇形區域的全聚焦成像。由驅動電機提供動力，通過聯軸器以及連接柱等帶動多通道磁致伸縮傳感器單元進行多個角度的旋轉檢測成像。由此，本發明公布的一種基于SH₀模態反射波場拼接的儲罐腐蝕缺陷成像方法可實現大范圍全角度區域內的缺陷檢測定位。

為實現上述目的，本發明采取如下技術方案：