[发明专利]声发射储罐罐底腐蚀检测中声源的定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及声发射检测中声源定位方法，特别是涉及声发射储罐罐底腐蚀检测中声发射源的定位方法。

背景技术

基于声发射原理的储罐罐底腐蚀和泄漏检测是一种在线检测技术，由于其无需停产、倒灌、清罐等操作，所以检测成本低、效率高，近年来受到业界的普遍关注，取得了越来越多的应用。其检测原理如图1所示，在储罐外壁钢板3沿周向均匀布置若干个声发射传感器2，各传感器分别通过信号线3与工控机4上的信号采集卡相连。在检测过程中，声发射传感器将获取的声发射信号转换成电信号，由信号线传输给工控机，工控机通过对各传感器接收到信号的时间差计算出声发射源的位置，并在显示器中显示出来。最后对罐底腐蚀情况的评估是通过分析检测到的腐蚀信号的声源位置及其分布的疏密程度判定的。因此准确捕获有效的声发射信号并对该信号进行定位计算是非常重要的。对声发射源进行定位主要有三个步骤，分别是：捕获信号、声发射事件判定和计算声源位置。这三个步骤是环环相扣的，任何一个步骤出现问题都会对最后的定位结果产生影响。当布置于罐壁上的多个传感器同时捕获到多个声源的信号时，就很难判定哪些传感器捕获到的是同一个声发射源产生的信号，容易产生误判，即：将不同传感器所获得的不同声源的信号判定为同一声源的信号，进而产生错误的声源定位结果，最后会对罐底腐蚀评估产生不良影响。传统的定位方法并没有考虑这个问题，在对声源定位过程中，凡是在一定时间段(事件定义时间)内各个传感器所获得的声发射信号(Hit)均认为来自于同一个声发射源，判定为一个声发射事件，然后计算该声发射事件的位置。在现场检测过程中，储罐罐底多处同时产生多个声发射信号的情况时有发生，直接采用传统的声源定位方法获得的检测结果误差较大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种在声发射罐底腐蚀检测过程中相对于传统方法更加准确的声源定位方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：当在事件定义时间内多个传感器接收到声发射信号后，先不直接判定这些声发射信号属于同一个声发射事件，而是根据各个传感器接收到的信号之间的相似性判别是否来自同一个声源，若相似性达到一定程度则认为是来自于同一声源，然后将这些相似的声发射信号组成一个声发射事件，若相似的声发射信号分别为3个以上的传感器接收到的，则认为是有效声发射事件并继续进行定位计算，反之认为是无效声发射事件不进行定位计算。其具体步骤为：

1)将在声发射事件定义时间内获得的声发射信号按时间顺序排序并进行编号，分别为h₁，h₂，h₃，…h_n，n为事件定义时间内获得的声发射信号总数；

2)设置近似判定阈值Θ，设置当前聚类计数器m＝1，当前聚类C_m＝{h₁}，循环计数器i＝2；

3)在当前所有聚类中查找聚类C_k，其中1≤k≤m，使得信号h_i与聚类C_k的差异性测度d(h_i，C_k)最小；

4)比较d(C_k，h_i)与Θ的大小，当d(C_k，h_i)≤Θ时，执行步骤5)，当d(C_k，h_i)＞Θ时，执行步骤6)；

5)将h_i加入到聚类C_k中，执行步骤7)；

6)新建一个聚类，聚类计数器m增1，C_m＝{h_i}，执行步骤7)；

7)循环计数器i增1；

8)判断i是否大于信号总数n，当i≤n时，执行步骤3)，当i＞n时，执行步骤9)；

9)在建立的所有聚类中查找聚类C_x，要求C_x中包括至少3个传感器接收到的信号，若存在C_x则执行步骤10)，否则结束；

10)将C_x送入定位计算程序。

本发明的声发射罐底腐蚀检测中声源的定位方法可以更加准确的捕获由腐蚀导致的声发射事件，从而使对声发射事件的定位结果更加准确。

附图说明

图1为声发射储罐罐底腐蚀检测原理示意图；

图2为本发明的声发射储罐罐底腐蚀检测中声源定位方法的流程图；

图3为未采用本发明的声发射储罐罐底腐蚀检测中声源定位方法的结果图；