基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)系統(tǒng)與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)方法與系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的多通道信號(hào)控制與處理模塊由多通道激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元、多通道回波信號(hào)處理單元和時(shí)序控制單元組成；上位機(jī)與多通道信號(hào)控制與處理模塊相連，多通道激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元與功率放大模塊相連，功率放大模塊與換能器陣列相連，將經(jīng)過功率放大且經(jīng)時(shí)序調(diào)整的激勵(lì)信號(hào)輸入到換能器陣列中，換能器陣列與前置放大模塊相連，前置放大模塊與多通道回波信號(hào)處理單元相連，多通道回波處理單元與上位機(jī)相連，多通道回波處理單元將經(jīng)過處理的回波信號(hào)上傳到上位機(jī)；本發(fā)明僅激勵(lì)一次即可完成對(duì)導(dǎo)波覆蓋區(qū)域的完整檢測(cè)；本發(fā)明使用的成像算法的運(yùn)算效率遠(yuǎn)快于常用的導(dǎo)波時(shí)域成像算法。
【專利說明】
基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于超聲導(dǎo)波測(cè)量與壓力容器無損檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種利用磁致式水平剪切波實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐底板腐蝕缺陷在役檢測(cè)成像的系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油工業(yè)的發(fā)展，儲(chǔ)罐作為生產(chǎn)、輸運(yùn)中常見的存儲(chǔ)設(shè)備，其應(yīng)用正在不斷地增加。儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的一般為石油化工產(chǎn)品，長(zhǎng)期服役過程中，儲(chǔ)罐底板因多種因素作用而產(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致最終的儲(chǔ)存介質(zhì)泄漏以及結(jié)構(gòu)失效。根據(jù)相關(guān)資料分析，在儲(chǔ)罐的腐蝕失效中，儲(chǔ)罐底板的腐蝕失效占80%。當(dāng)前，世界各國(guó)都愈加重視儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)與監(jiān)測(cè)，而儲(chǔ)罐底板正是關(guān)注的重點(diǎn)。
[0003]對(duì)于儲(chǔ)罐底板的腐蝕缺陷檢測(cè)常用的方法有漏磁、滲透、超聲、射線等。這些方法都為逐點(diǎn)式檢測(cè)方法。檢測(cè)進(jìn)行前需要將儲(chǔ)罐清空，清理，然后再由人員進(jìn)入儲(chǔ)罐內(nèi)部，使用相關(guān)設(shè)備對(duì)儲(chǔ)罐底板進(jìn)行每個(gè)區(qū)域的檢測(cè)。這些方法的檢測(cè)成本高、準(zhǔn)備工作多、檢測(cè)效率低、影響儲(chǔ)罐的正常使用。當(dāng)前，研發(fā)一種簡(jiǎn)單高效、低成本、能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐底板的在役檢測(cè)的無損檢測(cè)技術(shù)成為石油化工行業(yè)中研究的熱點(diǎn)之一。
[0004]導(dǎo)波以其傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面積大、對(duì)于缺陷敏感等優(yōu)點(diǎn)使其適合儲(chǔ)罐底板的大范圍快速檢測(cè)。然而目前我國(guó)對(duì)于儲(chǔ)罐底板超聲導(dǎo)波無損檢測(cè)技術(shù)的研究較少。
[0005]專利號(hào)為CN2011012810762的發(fā)明專利《基于超聲Lamb波的儲(chǔ)罐底板腐蝕檢測(cè)系統(tǒng)及方法》提出了一種使用Iamb波對(duì)于儲(chǔ)罐底板腐蝕缺陷進(jìn)行檢測(cè)并成像的方法，然而Lamb波存在頻散，檢測(cè)信號(hào)存在失真。在板類結(jié)構(gòu)浸液環(huán)境中Lamb波能量泄漏嚴(yán)重，傳播距離不長(zhǎng)，專利中使用的成像方法為時(shí)域成像算法，成像速度慢，并不適用于大面積檢測(cè)范圍的缺陷成像。
[0006]專利號(hào)CN2011101246471的發(fā)明專利《石油儲(chǔ)罐底板超聲導(dǎo)波檢測(cè)方法和系統(tǒng)》提出使用換能器陣列實(shí)現(xiàn)超聲導(dǎo)波聚焦的檢測(cè)方法。然而這種方法對(duì)于延時(shí)精度要求高，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，檢測(cè)時(shí)需要多次發(fā)射使焦點(diǎn)在檢測(cè)范圍內(nèi)移動(dòng)，檢測(cè)效率低。
[0007]現(xiàn)有的技術(shù)對(duì)于儲(chǔ)觸底板的超聲導(dǎo)波檢測(cè)，尚無一種快速尚效、檢測(cè)范圍大、缺陷定位準(zhǔn)確、精度高的檢測(cè)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快速尚效，檢測(cè)范圍大、缺陷檢測(cè)精度尚、定位準(zhǔn)確的基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)系統(tǒng)與方法。
[0009]本發(fā)明按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0010]本發(fā)明使用水平剪切波對(duì)儲(chǔ)罐底板的腐蝕缺陷進(jìn)行無損檢測(cè)，具體過程為，使用磁致伸縮式換能器線型陣列在儲(chǔ)罐壁板外的邊緣板上激發(fā)低頻(20KHZ?250KHZ)的零階水平剪切波(SH0波)，水平剪切波與腐蝕缺陷相互作用產(chǎn)生回波。使用換能器陣列接收回波信號(hào)后，運(yùn)用導(dǎo)波反演算法進(jìn)行檢測(cè)區(qū)域的圖像重建。
[0011]—種基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上位機(jī)、多通道信號(hào)控制與處理模塊、功率放大模塊、前置放大模塊和換能器陣列;所述多通道信號(hào)控制與處理模塊由多通道激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元、多通道回波信號(hào)處理單元和時(shí)序控制單元組成；所述上位機(jī)與多通道信號(hào)控制與處理模塊相連，所述多通道激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元與功率放大模塊相連，所述功率放大模塊與換能器陣列相連，將經(jīng)過功率放大且經(jīng)時(shí)序調(diào)整的激勵(lì)信號(hào)輸入到換能器陣列中，所述換能器陣列與前置放大模塊相連，所述前置放大模塊與多通道回波信號(hào)處理單元相連，多通道回波處理單元與上位機(jī)相連，多通道回波處理單元將經(jīng)過處理的回波信號(hào)上傳到上位機(jī)。
[0012]優(yōu)選的是，所述換能器陣列采用的是磁致伸縮式換能器，每個(gè)磁致伸縮式換能器能夠收發(fā)兩路信號(hào)，實(shí)現(xiàn)激勵(lì)導(dǎo)波的方向控制。
[0013]優(yōu)選的是，所述換能器陣列排布在壁板外的邊緣板上。
[0014]優(yōu)選的是，所述換能器陣列中的換能器呈線型排布。
[0015]—種基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)系統(tǒng)的方法，該方法包括以下步驟:
[0016]步驟一:換能器陣列設(shè)置，將整個(gè)儲(chǔ)罐底板劃分成多個(gè)扇形區(qū)域，每個(gè)扇形區(qū)域中在壁板外側(cè)的邊緣板上設(shè)定線型換能器陣列的放置位置，以儲(chǔ)罐底板中心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，記錄每個(gè)扇形區(qū)域中設(shè)置的換能器陣列位置的坐標(biāo)，然后將換能器安裝于其中一個(gè)位置；
[0017]步驟二:換能器陣列中所有換能器同時(shí)激勵(lì)導(dǎo)波，每個(gè)換能器中通入兩路經(jīng)過漢寧窗調(diào)制的5個(gè)周期的正弦電信號(hào)，這兩路信號(hào)的相位差為90°，從而使激勵(lì)的向著儲(chǔ)罐底板外部傳播的導(dǎo)波相互抵消，而向儲(chǔ)罐底板內(nèi)部傳播的導(dǎo)波相干疊加，達(dá)到方向控制的目的，每次激勵(lì)過程中，陣列中的換能器同時(shí)開始接收信號(hào)，將陣列中每個(gè)換能器編號(hào)N1Q =1，2，3-_11，11為陣列中換能器的個(gè)數(shù))，每個(gè)換能器接收到兩路信號(hào)，這兩路信號(hào)經(jīng)過時(shí)序控制后疊加在一起作為該換能器的接收信號(hào)，每次激勵(lì)后，換能器陣列接收到η個(gè)信號(hào)，構(gòu)成該扇形檢測(cè)區(qū)域的原始采集數(shù)據(jù)矩陣S;
[0018]步驟三:將換能器陣列移動(dòng)到下一個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域的換能器陣列安裝位置，重復(fù)步驟二的過程，直到獲得所有扇形檢測(cè)區(qū)域的原始采集數(shù)據(jù)矩陣&(」=1，2，3...!!!，!!!為劃分的扇形區(qū)域個(gè)數(shù))；
[0019]步驟四:利用每個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域的原始采集數(shù)據(jù)矩陣&和采集參數(shù)矩陣P即可通過導(dǎo)波反演聚焦算法進(jìn)行每個(gè)區(qū)域的圖像重建，再通過步驟一中每個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域中換能器陣列的安裝坐標(biāo)將區(qū)域重建圖像組裝成整個(gè)儲(chǔ)罐底板的檢測(cè)圖像。
[0020]所述反演聚焦算法包括以下步驟:
[0021]步驟一:輸入原始采集數(shù)據(jù)矩陣S、采集參數(shù)矩陣P;
[0022]步驟二:二維傅里葉變換，得到原始數(shù)據(jù)的頻域矩陣FS，信號(hào)截取，得到主頻帶的數(shù)據(jù)矩陣FS(O);
[0023]步驟三:檢測(cè)距離均勻離散化，離散成N段，計(jì)算傳遞矩陣H，計(jì)數(shù)Indz= I;
[0024]步驟四:計(jì)算第Indz段頻域數(shù)據(jù)矩陣FS(Indz) =FS(Indz_l)*H;
[0025]步驟五:如果Indz多N時(shí)，每個(gè)頻域數(shù)據(jù)矩陣沿著頻率方向求和，再進(jìn)行傅里葉變換，得到每一段的圖像數(shù)據(jù)矢量CV(Indz)，輸出反演聚焦圖像C;
[0026]如果Indz<N時(shí)，返回到步驟四繼續(xù)執(zhí)行。
[0027]本發(fā)明有益效果:
[0028]第一，本發(fā)明的方法實(shí)施可在儲(chǔ)罐正常工作下進(jìn)行，無需對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行清罐處理，無需進(jìn)入儲(chǔ)罐內(nèi)部；
[0029]第二，本發(fā)明僅激勵(lì)一次即可完成對(duì)導(dǎo)波覆蓋區(qū)域的完整檢測(cè)；
[0030]第三，本發(fā)明使用的成像算法的運(yùn)算效率遠(yuǎn)快于常用的導(dǎo)波時(shí)域成像算法，符合實(shí)際檢測(cè)工作需求。
【附圖說明】
[0031 ]圖1:多通道檢測(cè)系統(tǒng)框圖；
[0032]圖2:檢測(cè)區(qū)域劃分示意圖；
[0033]圖3:換能器陣列安裝示意圖；
[0034]圖4:反演聚焦算法原理示意圖；
[0035]圖5:成像算法流程圖；
[0036]圖6:厚度12mm的鋼板的SH波群速度頻散曲線；
[0037]圖7:零階水平剪切波(SHO)的位移結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖中:1、上位機(jī)，2、多通道激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元，3、功率放大模塊，4、換能器陣列，5、邊緣板，6、中幅板，7、壁板，8、前置放大模塊，9、多通道回波信號(hào)處理單元，10、時(shí)序控制單元，11、多通道信號(hào)控制與處理模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。權(quán)利要求中構(gòu)成要件和實(shí)施例中具體實(shí)例之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以如下例證。這里的描述意圖在于確認(rèn)在實(shí)施例中描述了用來支持在權(quán)利要求中陳述的主題的具體實(shí)例，由于在實(shí)施例中描述了實(shí)例，不意味著該具體實(shí)例不表示構(gòu)成要件。相反地，即使在此包含了具體實(shí)例作為對(duì)應(yīng)一個(gè)構(gòu)成要件的要素特征，也不意味著該具體實(shí)例不表示任何其它構(gòu)成要件。
[0040]此外，這里的描述不意味著對(duì)應(yīng)于實(shí)施例中陳述的具體實(shí)例的所有主題都在權(quán)利要求中引用了。換句話說，這里的描述不否認(rèn)這種實(shí)體，即對(duì)應(yīng)實(shí)施例包含的具體實(shí)例，但不包含在其任何一項(xiàng)權(quán)利要求中，即，能夠在以后的修正被分案并申請(qǐng)、或增加的可能發(fā)明的實(shí)體。
[0041 ] 實(shí)施例:
[0042]如圖1所示，一種基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上位機(jī)1、多通道信號(hào)控制與處理模塊11、功率放大模塊3、前置放大模塊8和換能器陣列4;多通道信號(hào)控制與處理模塊11由多通道激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元2、多通道回波信號(hào)處理單元9和時(shí)序控制單元10組成;上位機(jī)I與多通道信號(hào)控制與處理模塊11相連，多通道激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元2與功率放大模塊3相連，功率放大模塊3與換能器陣列4相連，將經(jīng)過功率放大且經(jīng)時(shí)序調(diào)整的激勵(lì)信號(hào)輸入到換能器陣列4中，換能器陣列4與前置放大模塊8相連，前置放大模塊8與多通道回波信號(hào)處理單元9相連，多通道回波處理單元9與上位機(jī)I相連，多通道回波處理單元9將經(jīng)過處理的回波信號(hào)上傳到上位機(jī)I。
[0043]以浮頂油罐為例，其儲(chǔ)罐底板為圓形，如圖2所示，對(duì)于要檢測(cè)的儲(chǔ)罐底板，以儲(chǔ)罐底板中心為原點(diǎn)建立極坐標(biāo)系。將整個(gè)儲(chǔ)罐底板劃分為多個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域，劃分的個(gè)數(shù)根據(jù)儲(chǔ)罐底板的面積來確定。在極坐標(biāo)系中確定每個(gè)扇形區(qū)域中換能器陣列4安裝位置的極坐標(biāo)，以此作為最終儲(chǔ)罐底板缺陷檢測(cè)成像的坐標(biāo)依據(jù)。如圖3所示，每個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域中，換能器陣列4都安裝在壁板7外的邊緣板5上，換能器陣列4中換能器呈線型排布。
[0044]檢測(cè)中選擇激勵(lì)的導(dǎo)波為零階水平剪切波(S卩SHO波)。選擇SHO波的原因?yàn)?第一，如圖6所示，SHO波是不頻散的，其群速度不隨激勵(lì)頻率而變化，從而保證在接收到的信號(hào)不會(huì)出現(xiàn)波包的時(shí)域延拓，降低了后期信號(hào)處理的復(fù)雜性，有利于對(duì)于信號(hào)中有用信息的提取;第二，如圖7所示，SHO波對(duì)于板厚方向的各位置的位移振幅保持一致，傳播過程中覆蓋檢測(cè)區(qū)域的整個(gè)橫截面，保證了對(duì)于板中不同深度的缺陷有相同的檢測(cè)靈敏度;第三，相對(duì)于Lamb波來說，SHO波只存在面內(nèi)位移，理論上來說，其在儲(chǔ)罐底板的傳播過程中不受儲(chǔ)罐中的液體或者儲(chǔ)罐底板下側(cè)的起支撐左右的泥沙的影響，從而保證板中的導(dǎo)波能量的最小程度的損失，使檢測(cè)距離顯著提高。
[0045]對(duì)于某一扇形檢測(cè)區(qū)域，在保證成像分辨率的情況下，根據(jù)其面積確定排布的換能器陣列中換能器的個(gè)數(shù)與換能器之間的間距，所采用的換能器為磁致伸縮式導(dǎo)波換能器，該種換能器能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)波的定向發(fā)射，使換能器陣列4激勵(lì)的導(dǎo)波僅向儲(chǔ)罐底板內(nèi)部傳播。在某一扇形檢測(cè)區(qū)域的指定位置安裝好換能器陣列4。激勵(lì)信號(hào)為5個(gè)周期的經(jīng)過漢寧窗調(diào)制的正弦信號(hào)，換能器陣列4中的所有換能器同時(shí)激勵(lì)，然后開始接收，得到的接收信號(hào)即為該區(qū)域的原始采集數(shù)據(jù)矩陣S。對(duì)于一個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域，只需一次激勵(lì)即可完成檢測(cè)。將換能器陣列4移動(dòng)到下一個(gè)扇形區(qū)域，重復(fù)以上過程即可完成對(duì)于儲(chǔ)罐的全部檢測(cè)。假設(shè)整個(gè)儲(chǔ)罐被劃分為m個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域，使用的換能器陣列4中有η個(gè)換能器，那么，對(duì)于第j個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域，其原始采集數(shù)據(jù)矩陣為SK j = l，2，3，…，m)，包含η組時(shí)域信號(hào)。對(duì)于整個(gè)儲(chǔ)罐底板，僅需m次激勵(lì)即可完成全部檢測(cè)，總的數(shù)據(jù)量為m*n組時(shí)域信號(hào)。
[0046]對(duì)于每個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域，使用的成像算法為反演聚焦算法，其基本原理如圖4所示，假設(shè)換能器陣列所在的位置為X軸上，導(dǎo)波發(fā)射方向?yàn)閦軸正向，當(dāng)檢測(cè)區(qū)域存在缺陷時(shí)，缺陷的回波信號(hào)沿著z軸負(fù)向傳播，被位于Z = O的換能器陣列接收到，假設(shè)其經(jīng)過二維傅里葉變換后的頻域矩陣為FSz=o，若將換能器陣列向z軸正向移動(dòng)到2 = 21上，對(duì)于同一個(gè)缺陷的回波信號(hào)的頻域矩陣為FSz=zi，則存在傳遞矩陣Hzi，滿足FSZ=Z1 = FSZ=Q*HZ1，那么當(dāng)移動(dòng)換能器陣列與缺陷處于相同的z向位置時(shí)，接收到的缺陷信號(hào)有最大的橫向分辨率，從而達(dá)到了聚焦的目的。具體的步驟為:首先確定Z向的檢測(cè)范圍，將檢測(cè)范圍沿著z軸劃分為N段，換能器陣列可認(rèn)為位于第O段;根據(jù)每一段的檢測(cè)距離可確定傳遞矩陣H，然后利用設(shè)定的采集參數(shù)矩陣P，通過二維傅里葉變換計(jì)算第O段接收信號(hào)的頻域矩陣FS(O)，再計(jì)算每一段頻域矩陣，第indz段的頻域矩陣等于第indz-Ι段的頻域矩陣與傳遞矩陣H的乘積，SPFS(indz)=FS(indz-l)*H。最后將每一段的頻域矩陣經(jīng)過逆變換再組裝在一起即為該檢測(cè)區(qū)域的反演聚焦圖像。詳細(xì)步驟如圖5所示。
[0047]在得到每個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域的缺陷檢測(cè)圖像后，根據(jù)每個(gè)區(qū)域的換能器陣列的極坐標(biāo)，即可將所有的區(qū)域缺陷檢測(cè)圖像組裝成整個(gè)儲(chǔ)罐底板的缺陷檢測(cè)圖像。以上所有成像過程都在上位機(jī)I中完成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括上位機(jī)(1)、多通道信號(hào)控制與處理模塊(11)、功率放大模塊(3)、前置放大模塊(8)和換能器陣列(4); 所述多通道信號(hào)控制與處理模塊(11)由多通道激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元(2)、多通道回波信號(hào)處理單元(9)和時(shí)序控制單元(10)組成； 所述上位機(jī)(I)與多通道信號(hào)控制與處理模塊(11)相連，所述多通道激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元(2)與功率放大模塊(3)相連，所述功率放大模塊(3)與換能器陣列(4)相連，將經(jīng)過功率放大且經(jīng)時(shí)序調(diào)整的激勵(lì)信號(hào)輸入到換能器陣列(4)中，所述換能器陣列(4)與前置放大模塊(8)相連，所述前置放大模塊(8)與多通道回波信號(hào)處理單元(9)相連，多通道回波處理單元(9)與上位機(jī)(I)相連，多通道回波處理單元(9)將經(jīng)過處理的回波信號(hào)上傳到上位機(jī)(I)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述換能器陣列(4)采用的是磁致伸縮式換能器，每個(gè)磁致伸縮式換能器能夠收發(fā)兩路信號(hào)，實(shí)現(xiàn)激勵(lì)導(dǎo)波的方向控制。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述換能器陣列(4)排布在壁板(7)外的邊緣板(5)上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述換能器陣列(4)中的換能器呈線型排布。5.—種利用權(quán)利要求1所述的基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)系統(tǒng)的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟， 步驟一:換能器陣列(4)設(shè)置，將整個(gè)儲(chǔ)罐底板劃分成多個(gè)扇形區(qū)域，每個(gè)扇形區(qū)域中在壁板(7)外側(cè)的邊緣板(5)上設(shè)定線型換能器陣列的放置位置，以儲(chǔ)罐底板中心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，記錄每個(gè)扇形區(qū)域中設(shè)置的換能器陣列(4)位置的坐標(biāo)，然后將換能器安裝于其中一個(gè)位置； 步驟二:換能器陣列(4)中所有換能器同時(shí)激勵(lì)導(dǎo)波，每個(gè)換能器中通入兩路經(jīng)過漢寧窗調(diào)制的5個(gè)周期的正弦電信號(hào)，這兩路信號(hào)的相位差為90°，從而使激勵(lì)的向著儲(chǔ)罐底板外部傳播的導(dǎo)波相互抵消，而向儲(chǔ)罐底板內(nèi)部傳播的導(dǎo)波相干疊加，達(dá)到方向控制的目的，每次激勵(lì)過程中，陣列中的換能器同時(shí)開始接收信號(hào)，將陣列中每個(gè)換能器編號(hào)N1，每個(gè)換能器接收到兩路信號(hào)，這兩路信號(hào)經(jīng)過時(shí)序控制后疊加在一起作為該換能器的接收信號(hào)，每次激勵(lì)后，換能器陣列接收到多個(gè)信號(hào)，構(gòu)成該扇形檢測(cè)區(qū)域的原始采集數(shù)據(jù)矩陣S; 步驟三:將換能器陣列(4)移動(dòng)到下一個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域的換能器陣列安裝位置，重復(fù)步驟二的過程，直到獲得所有扇形檢測(cè)區(qū)域的原始采集數(shù)據(jù)矩陣&; 步驟四:利用每個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域的原始采集數(shù)據(jù)矩陣&和采集參數(shù)矩陣P即可通過導(dǎo)波反演聚焦算法進(jìn)行每個(gè)區(qū)域的圖像重建，再通過步驟一中每個(gè)扇形檢測(cè)區(qū)域中換能器陣列(4)的安裝坐標(biāo)將區(qū)域重建圖像組裝成整個(gè)儲(chǔ)罐底板的檢測(cè)圖像。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于磁致式水平剪切波的儲(chǔ)罐底板在役檢測(cè)方法，其特征在于，所述反演聚焦算法包括以下步驟， 步驟一:輸入原始采集數(shù)據(jù)矩陣S、采集參數(shù)矩陣P; 步驟二: 二維傅里葉變換，得到原始數(shù)據(jù)的頻域矩陣FS，信號(hào)截取，得到主頻帶的數(shù)據(jù)矩陣FS(O); 步驟三:檢測(cè)距離均勻離散化，離散成N段，計(jì)算傳遞矩陣H，計(jì)數(shù)Indz = I; 步驟四:計(jì)算第Indz段頻域數(shù)據(jù)矩陣FS(Indz) =FS(Indz-1 )*H; 步驟五:如果Indz多N時(shí)，每個(gè)頻域數(shù)據(jù)矩陣沿著頻率方向求和，再進(jìn)行傅里葉變換，得到每一段的圖像數(shù)據(jù)矢量CV(Indz)，輸出反演聚焦圖像C; 如果Indz<N時(shí)，返回到步驟四繼續(xù)執(zhí)行。
【文檔編號(hào)】G01N29/06GK106066365SQ201610700776
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年8月22日
【發(fā)明人】薛正林, 韓燁, 駱蘇軍, 袁方, 劉覺非, 馬云修, 李健, 袁龍春, 劉洋, 成文峰, 鄭樹林, 王書增, 楊永前
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中石化長(zhǎng)輸油氣管道檢測(cè)有限公司, 杭州浙達(dá)精益機(jī)電技術(shù)股份有限公司, 中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司