检测及显示管道结构破损情况的方法和系统.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(10)申请公布号CNCN104279424104279424A(43)申请公布日2015.01.14(21)申请号201310275016.9(22)申请日2013.07.02(71)申请人香港理工大学地址中国香港九龙红磡(72)发明人苏众庆王强成利洪铭(74)专利代理机构深圳市顺天达专利商标代理有限公司44217代理人郭伟刚(51)Int.Cl.F17D5/02(2006.01)G01N29/04(2006.01)G01N29/06(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书8页说明书8页附图3页附图3页(54)发明名称检测及显示管道结构破损情况的方法和系统(57)摘要本发明涉及一种检测及显示管道结构破损情况的方法和系统。该系统包括待测管道（10）、嵌入在待测管道（10）外表面的分布式传感器网络（1）、信号处理装置（2）和显示装置（3）。在本发明检测及显示管道结构破损情况的方法和系统中，先通过分布式传感器网络（1）来激发及接收Lamb波检测信号，再通过信号处理装置（2）对该分布式传感器网络（1）所收集的Lamb波检测信号进行采集、提取信号特征和数据融合处理，最后在显示装置（3）上对待测管道（10）的结构破损情况进行成像显示。本发明可有效避免待测管道（10）的检测盲区的存在，提高待测管道（10）的结构破损面的检测精度。CN104279424ACN104279ACN104279424A权利要求书1/2页1.一种检测及显示管道结构破损情况的方法，其特征在于，包括以下步骤：S100)在待测管道外表面装设分布式传感器网络（1），用以产生激励信号，并接收Lamb波检测信号；S200)在激励信号的作用下，通过分布式传感器网络（1），在待测管道中激发Lamb波，产生Lamb波检测信号，同时接收被待测管道（10）传播和反射回来的Lamb波检测信号；S300)对接收到的Lamb波检测信号进行采样，在采样数据中提取用于表征待测管道（10）的结构破损情况的信号特征；S400)将提取的信号特征与预定的基准信号特征进行比较以确定待测管道（10）是否存在破损，再进行成像计算，以获取与该接收的Lamb波检测信号对应的待测管道（10）的结构破损面的图像数据；S500)对待测管道（10）的结构破损面的图像数据进行汇总，在显示装置（3）上显示待测管道（10）的结构破损面的图像。2.根据权利要求1所述的检测及显示管道结构破损情况的方法，其特征在于，所述步骤S200还包括：通过通道开关（7）对激励信号的信号流向进行控制，选择性地将该激励信号作用于所述分布式传感器网络（1）的多个传感器中的一个，以指定该传感器为激发传感器，该多个传感器中除该激发传感器外的其它传感器作为接收传感器，分别接收待测管道（10）的Lamb波检测信号。3.根据权利要求1所述的检测及显示管道结构破损情况的方法，其特征在于，在步骤S300中，所述用于表征待测管道（10）的结构破损情况的信号特征包括Lamb波检测信号的传播时间、时域波形、相位及幅值。4.根据权利要求1所述的检测及显示管道结构破损情况的方法，其特征在于，在步骤S400中，所述基准信号特征为Lamb波在无破损的管状结构中传播时形成的包括传播时间、时域波形、相位和幅值的波形信号特征；将所述提取的信号特征与该基准信号特征进行比较，如两者的信号特征差异在给定误差范围内，则判断待测管道（10）没有破损；否则，判断待测管道（10）存在破损，对该信号特征差异进行成像计算以获取与该接收的Lamb波检测信号对应的待测管道（10）的结构破损面的图像数据。5.根据权利要求1所述的检测及显示管道结构破损情况的方法，其特征在于，所述步骤S500还包括：待完成对应待测管道（10）的一个激励点激励下的一组Lamb波检测信号的接收、采样和数据处理操作后，通过通道开关（7）来指定该分布式传感器网络（1）的多个传感器中的另一个为激发传感器，以获取对应待测管道（10）的另一个激励点激励下的另一组Lamb波检测信号，直至完成分布式传感器网络（1）中所有激励点的激励，如指定的激发传感器出现故障，则通过控制通道开关（7）将该传感器从分布式传感器网络（1）中摒弃，利用剩余的传感器完成上述Lamb波检测信号的获取。6.一种检测及显示管道结构破损情况的系统，其特征在于，包括：由装设在该待测管道（10）的外表面的多个传感器所构成的分布式传感器网络（1）、与该分布式传感器网络（1）通过输入/输出接口进行连接的信号处理装置（2）、以及与该信号处理装置（2）相连的，用于显示待测管道（10）的结构破损面的图像的显示装置（3）；所述分布式传感器网络（1）用于在所述信号处理装置（2）产生的激励信号的作用下，激发Lam