[發明專利]輸電線塔架腐蝕缺陷漏磁檢測信號反演成像方法及系統

在審

• 申請號: 202110301696.1
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113030244A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 繆立恒;黃松嶺;汪海;潘峰
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司無錫供電分公司;清華大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83;G06K9/00
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮;王萍

輸電線塔架腐蝕缺陷漏磁檢測信號反演成像方法及系統，通過對腐蝕缺陷處的漏磁檢測信號水平分量矩陣進行顯性處理、雙閾值顯性增強、邊緣細化、輪廓閉合及收縮區域的漏磁三維合成信號值插值填充等操作，最終實現輸電線塔架腐蝕缺陷漏磁檢測信號反演成像；該反演成像系統包括漏磁信號檢測模塊、漏磁信號處理模塊、漏磁信號反演成像模塊。快速便捷地對輸電線塔架腐蝕缺陷進行檢測識別和反演成像，從而為用戶提供清晰直觀的缺陷信息，為輸電線塔架的安全維護提供有效的指導依據。在腐蝕缺陷漏磁檢測信號反演成像顯示過程中，不需要進行閉環迭代，可以快速實現腐蝕缺陷的三維成像，具有計算操作簡單、計算速度快、反演精度高等優點。

技術領域

本發明涉及無損檢測技術領域，更具體地，涉及輸電線塔架腐蝕缺陷漏磁檢測信號反演成像方法及系統。

背景技術

輸電線塔架是輸電線路的重要支撐架空構件，輸電線塔架多建在室外的山區、河流、荒漠等地，需要常年面對沙塵、雷電、大雨、暴風、冰雪和極端溫度等惡劣環境，服役工況復雜，不可避免地會產生腐蝕缺陷損傷，若未及時檢測修護，極易導致輸電線塔架的彎曲、斷裂甚至倒塌。因此，需要采用無損檢測方法對輸電線塔架的腐蝕缺陷進行檢測，通過檢測信號反演實現對腐蝕缺陷的成像顯示，為輸電線塔架的運行維護提供有效的指導依據。

漏磁檢測是一種常用的無損檢測技術，可應用于輸電線塔架的腐蝕缺陷檢測中，通過對漏磁檢測信號分析實現腐蝕缺陷的評估。但在現有的相關技術中，多數漏磁檢測信號的分析評估方法僅能實現對腐蝕缺陷的識別和量化，無法實現缺陷的成像顯示，如發明專利(201710236188.3)“一種基于窗體特征的漏磁管道缺陷位置提取方法”，利用歷史漏磁數據學習特征建立識別模型，實現對管道中缺陷位置的提取與識別；發明專利(201611168423.X)“一種軸向漏磁信號長度量化方法”，通過對軸向漏磁信號的關鍵特征提取，實現對缺陷長度的反演量化。目前，也有部分針對缺陷漏磁檢測信號反演成像的方法，但這些方法多采用閉環迭代的方式實現，計算速度慢，缺陷反演效率低，如發明專利(201510368744.3)“三維漏磁檢測缺陷神經網絡迭代反演成像方法”，基于徑向基神經網絡模型對缺陷深度向量進行迭代計算，實現對缺陷的反演成像；發明專利(201510861890.X)“一種基于磁荷分布重構算法的漏磁檢測缺陷三維成像方法”，基于磁荷分布重構算法，對缺陷深度進行迭代反演，實現對漏磁檢測中任意缺陷的三維形狀量化計算。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提出輸電線塔架腐蝕缺陷漏磁檢測信號反演成像方法及系統，通過對腐蝕缺陷處的漏磁檢測信號水平分量矩陣進行顯性處理、雙閾值顯性增強、邊緣細化、輪廓閉合及收縮區域的漏磁三維合成信號值插值填充等操作，最終實現輸電線塔架腐蝕缺陷漏磁檢測信號反演成像。該方法在腐蝕缺陷漏磁檢測信號反演成像顯示過程中，不需要進行閉環迭代，可以快速實現腐蝕缺陷的三維成像，具有計算操作簡單、計算速度快、反演精度高等優點。

本發明提出如下技術方案。

輸電線塔架腐蝕缺陷漏磁檢測信號反演成像方法的步驟如下：

步驟1，采集輸電線塔架的三維漏磁檢測信號，獲取腐蝕缺陷處的漏磁檢測信號水平分量矩陣B_H；

步驟2，對腐蝕缺陷處的漏磁檢測信號水平分量矩陣B_H進行顯性處理：將顯性算子G與漏磁檢測信號水平分量矩陣B_H進行平面卷積運算，得到腐蝕缺陷處的漏磁檢測信號顯性矩陣D；

步驟3，對腐蝕缺陷處的漏磁檢測信號顯性矩陣D進行雙閾值顯性增強處理：從中提取出能夠用于表征腐蝕缺陷顯性邊緣的信號數據，組成腐蝕缺陷處的顯性邊緣信號矩陣D_edge；

步驟4，對腐蝕缺陷顯性邊緣信號矩陣D_edge進行邊緣信號細化處理，得到腐蝕缺陷顯性邊緣細化信號矩陣D_{edge_refine}；