[发明专利]大型储罐底板腐蚀浸入式声学全域检测方法

权利要求书

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；τ_i1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)、液态CO₂气瓶、气囊(18)、气囊槽(20)、密封盒(22)，气囊(18)为带有气芯的充气囊，气囊(18)通过弹性环套与可闭锁固定钩(19)安置于气囊槽(20)内，气囊槽(20)环绕在密封盒(22)外，定时引发机构(21)与液态CO₂气瓶置于密封盒(22)内，定时引发机构(21)包括定时器、电池、引发电机、齿条针，定时器连接引发电机，引发电机的输出轴带有齿轮，齿轮连接齿条针，齿条针带有密封片，气囊(18)的进气管连接三通(17)，液态CO₂气瓶的出口设置密封口，密封口伸入到三通(17)的一个口内，齿条针从三通(17)的另一个口伸入到三通中，齿条针指向密封口；浸入式声学传感器(6)安装在机体的底盘上，且浸入式声学传感器信号接收面与底盘(4)平行；远程控制系统(8)分别连接驱动电机(13)和浸入式声学传感器(6)。