[發明專利]儲油罐罐壁腐蝕檢測方法、裝置、設備及可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202111606057.2
• 申請日: 2021-12-25
• 公開（公告）號: CN116361731A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 武剛;張庶鑫;羅金恒;李麗鋒;朱麗霞;謝書懿
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團工程材料研究院有限公司
• 主分類號: G06F18/2433
• 分類號: G06F18/2433;G06F18/213;G06F18/214;G06N3/0442;G06N3/0455;G06N3/0464;G06N3/048;G06N3/084;G06N3/088;G01N17/00;G01N27/84
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了儲油罐罐壁腐蝕檢測方法、裝置、設備及可讀存儲介質，采集健康儲油罐罐壁的漏磁信號作為訓練數據，采集待檢測儲油罐罐壁漏磁信號作為測試數據；對漏磁信號進行預處理；將預處理后的健康儲油罐罐壁的漏磁信號進行分割，得到訓練樣本和測試樣本；構建多層長短期時間記憶和自編碼器的腐蝕檢測網絡模型，并訓練模型，得到訓練完成的多層長短期時間記憶和自編碼器的腐蝕檢測網絡模型；將待檢測儲油罐罐壁漏磁信號輸入訓練完成的模型中，輸出異常信號。該方法結合自編碼器和長短期時間記憶網絡充分提取信號的空間特征和時間特征，解決了在儲油罐罐壁腐蝕檢測過程中信息應用不充分的問題，提高了腐蝕檢測的準確度。

技術領域

本發明涉及的是故障診斷和人工智能領域，具體涉及儲油罐罐壁腐蝕檢測方法、裝置、設備及可讀存儲介質。

背景技術

國家的經濟在蓬勃發展，人民的生活水平在不斷提高，隨之增加的是對能源的需求量，尤其是對于石油的使用量十分巨大，而石油本身具有相應的危險性，如若發生泄漏問題，不僅會引起一定的經濟損失，而且會對生態環境造成不可逆轉的損害，石油的運輸和保存條件十分苛刻，儲罐是用于存儲石油最為常用的設施。儲罐由多個部分組成：罐壁、罐底、罐頂等，罐壁在石油日復一日的侵蝕下，易出現缺陷，嚴重會導致石油出現泄漏。

無損檢測是最常用的罐壁健康在線檢測，即在不停罐的前提下通過傳感器輸出檢測信號，通過分析檢測信號的變化，來預測罐壁的健康程度。漏磁檢測是無損檢測方法之一，它具有檢測速度快，耗能小的優點。研究人員通過分析漏磁信號的變化，來檢測罐壁腐蝕位置。因此對漏磁信號的準確分析是對罐壁腐蝕位置檢測的關鍵。

最常用的漏磁信號對罐壁腐蝕檢測方法是通過對采集到的信號進行重構，進而計算重構結果與采集信號的誤差來確定是否有腐蝕。目前有多重數據重構方法已經被研究，比如基于壓縮感知方法重構的腐蝕檢測方法，基于高斯回歸重構的腐蝕檢測方法等。

壓縮感知方法，其為一種非線性重建的方式實現信號的完美重構，步驟具體為：(1)確定殘差和傳感矩陣對應的列積中最大值所對應的下標；(2)根據傳感矩陣找到索引集；(3)通過最小二乘得到新的索引集，以及輸出結果的近似值；(4)在上述結果的基礎上，得到新的殘差值；(5)判定新的殘差值與設定值的大小關系，進而決定是否停止迭代，得到最終結果。

壓縮感知方法存在一定的缺點，具體為：(1)稀疏表示矩陣的選擇十分困難；(2)壓縮測量矩陣的設計具有局限性；(3)非凸優化問題的求解具有一定的難度。

高斯回歸方法，其為一種非參數模型，步驟具體為：(1)建立模型；(2)確定合適的核函數；(3)得到模型中各個矩陣的具體參數值；(4)通過設定好合適的界限值即可得到相應的分布；(5)得到相應的均值和方差；(6)滿足方差處于最小化，得到模型輸出結果。

高斯回歸方法存在一定的缺點，具體為：(1)不是稀疏的，需要保證樣本的完整性；(2)在高緯空間的應用效果較差。

目前有很多是通過神經網絡來實現腐蝕檢測的，最常見的是基于卷積神經網絡的腐蝕檢測方法。

卷積神經網絡，其為一種具有表征學習能力的前饋性網絡，步驟具體為：(1)通過隨機小數實現對權重的初始化；(2)根據輸入向量得到各個參數值；(3)根據得到的各個參數值來對權重進行更新；(4)上述過程不斷進行，直至達到迭代次數或滿足MSE誤差不變迭代結束，得到輸出結果。

卷積神經網絡具有一定的缺點，具體為：(1)生物學基礎不足，與人類思考方式有差異；(2)不具備記憶功能；(3)在處于全連接模式下，顯得過于冗余并低效；(4)在特征理解上，此算法有一定劣勢。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了儲油罐罐壁腐蝕檢測方法、裝置、設備及可讀存儲介質，該方法結合自編碼器和長短期時間記憶網絡充分提取信號的空間特征和時間特征，解決了在儲油罐罐壁腐蝕檢測過程中信息應用不充分的問題，提高了腐蝕檢測的準確度。