大型储罐底板腐蚀浸入式声学全域检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110702787A(43)申请公布日2020.01.17(21)申请号201910990003.7(22)申请日2019.10.17(71)申请人常州大学地址213164江苏省常州市武进区湖塘镇滆湖中路21号(72)发明人张颖丛蕊王新颖王雪琴张潇黄建辉(74)专利代理机构哈尔滨东方专利事务所23118代理人曹爱华(51)Int.Cl.G01N29/04(2006.01)G01N29/14(2006.01)G01S5/24(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称大型储罐底板腐蚀浸入式声学全域检测方法(57)摘要本发明涉及的是大型储罐底板腐蚀浸入式声学全域检测方法，它包括：利用五个浸入式声发射传感器构成十字型检测阵列，然后将搭载十字型检测阵列的检测仪,通过罐顶人孔处投放到带有介质的储罐内部底板上；驱使检测仪到达起始检测单元处；打开声学检测系统并对该检测单元进行一段固定时间地声信号采集，在检测结束后关闭声学检测系统，并沿着规划路径到达下一个检测单元检测，直至到达终点检测单元并完成检测任务，从而实现大型储罐底板腐蚀的全域检测。本发明通过移动式五元十字基阵声学定位方法对储罐底板腐蚀进行分块式全域检测，有效地解决了大型储罐底板中心区域腐蚀声信号由于信号强度弱、传播距离远而无法触发传感器而导致检测盲区的问题。CN110702787ACN110702787A权利要求书1/2页1.一种大型储罐底板腐蚀浸入式声学全域检测方法，其特征在于包括如下步骤：第一步，利用五个浸入式声发射传感器构成十字型检测阵列，然后将搭载十字型检测阵列的检测仪,通过罐顶人孔处投放到带有介质的储罐内部底板上,检测仪为浸入式自动声学检测仪；第二步，检测仪到达罐底后通过其定位系统准确地掌握检测仪具体位置，然后使用远程控制系统依据定位结果控制检测仪的车轮转向舵机和驱动电机，驱使检测仪到达起始检测单元处；第三步，检测仪到达起始检测单元处后打开声学检测系统并对该检测单元进行一段固定时间地声信号采集，在检测时间结束后关闭声学检测系统，并沿着规划路径到达下一个检测单元重复以上检测流程，直至到达终点检测单元并完成检测任务，从而实现大型储罐底板腐蚀的全域检测；按照以上步骤对大型储罐底板进行检测时，采用移动式五元十字基阵声学定位方法对储罐底板腐蚀声源定位，包括如下步骤：步骤一，同源信号聚类：对检测仪在储罐底板上各个检测单元处所采集到的众多声信号进行聚类分析，从而实现多目标声发射事件的信号辨识，区分出来自不同腐蚀声源的声发射信号；步骤二，声源定位方法：选取合适的声源定位方法，并基于该定位方法对各个检测单元中来自同一声源的声发射信号进行定位计算，从而得出各个检测单元中的声源定位信息；算法模型：由五个浸入式声学传感器构成平面五元十字检测阵列，其中，S为声源信号，N1，N2，N3，N4，N5分别为五个浸入式声学传感器，其中传感器N1放置在原点作为基准传感器，传感器N2，N3，N4，N5按照逆时针方向依次分布在XOY平面的坐标轴上，传感器N2，N3，N4，N5距离基准阵元N1的距离为D/2；其声源定位公式如下：在上式中，r1为声源S到基准传感器N1的距离，单位m；τi1为第i个传感器Ni与基准传感器N1的时延差，单位s，i＝2,3,4,5；c为介质中的声速，单位m/s；为声源的方位角；步骤三，腐蚀严重度评价：对储罐底板的各个检测单元中的腐蚀声源的强度和分布进行分析，并对各个检测单元做出严重度评价，给被检储罐提供维修指导意见；检测结束后，将在每一个检测单元检测到的腐蚀声信号进行定位分析并做严重度评价，并将每个区域的腐蚀严重度示意图拼凑在一起，组成储罐底板的整体腐蚀情况示意图。2.根据权利要求1述的大型储罐底板腐蚀浸入式声学全域检测方法，其特征在于：步骤一中为实现多目标声发射事件的信号辨识，区分出不同声发射源的信号，依据某种属性把一类事物和其他类型的事物区分；聚类的原理是把数据集合中相似的对象分成不同的组别或者更多的子集，让在同一个子集中的成员对象都有相似的一些属性；浸入式声发射传感2CN110702787A权利要求书2/2页器接收到的同一声发射源信号具有比较高的相似性，根据这一特点，利用聚类分析方法实现多声源信号的辨识。3.根据权利要求2述的大型储罐底板腐蚀浸入式声学全域检测方法，其特征在于：浸入式自动声学检测仪包括机体、行走机构、远程控制系统(8)、定位系统、浸入式声学传感器(6)、回收装置(3)，行走机构包括驱动轮(2)、万向轮(5)、驱动机构，万向轮(5)安装在机体的前端，驱动轮(2)安装在机体两侧并采用差速转向，每个驱动轮(2)的外侧设置回收装置(3)，回收装置(3)包括定时引发机构(21)、