[发明专利]基于SH0

说明书

本发明公布了一种基于SHsubgt;0/subgt;模态反射波场拼接的储罐腐蚀缺陷成像方法，利用多通道磁致伸缩传感器检测储罐壁板中的SHsubgt;0/subgt;模态超声导波的反射波场，用于扇形区域的全聚焦成像。通过机械旋转多通道磁致伸缩传感器，获得多个扇形区域的全聚焦成像结果，对多幅交叠的全聚焦成像图进行校正、裁剪和拼接，实现了360°范围内长距离储罐腐蚀缺陷的定位检测与成像。配合该方法的实施，提供了一种无损检测系统，包括机械旋转式多通道磁致伸缩传感器、超声导波激励采集模块、电机驱动模块和主控模块。利用本发明公布的方法，可以在单点仅布置一个传感器，即可完成大面积内储罐腐蚀缺陷的快速准确定位及成像。

技术领域

本发明涉及一种基于SH₀模态反射波场拼接的储罐腐蚀缺陷成像方法，属于无损检测领域，适用于大型储罐壁板腐蚀缺陷的快速定位。

背景技术

大型储罐壁板的腐蚀缺陷检测是石化行业的重大需求，磁致伸缩超声导波技术具有检测距离远、检测速度快等优势，在储罐壁板的腐蚀缺陷检测中得到实验应用。但针对大型储罐壁板的全面积扫查成像，目前尚缺乏高效、高精度的方案。

《钢板缺陷的磁致伸缩SH₀模态导波扫查传感器》(吴斌等，无损检测，2020，42:1-7)一文中公布了一种利用磁致伸缩SH₀模态导波传感器沿粘贴在储罐壁板的铁钴合金条带进行直线扫查的方案，可以获得大范围内的SH₀模态导波反射信号。但单通道传感器激发的SH₀模态波场存在声束扩散问题，直线扫描得到的幅值成像结果难以实现缺陷的准确定位及轮廓识别。相比而言，全聚焦超声导波成像具有更高的缺陷定位及轮廓重构精度。但常规的全聚焦超声导波成像方法，需要将多通道传感器或阵列传感器固定在特定位置，只能实现扇形区域的扫查成像，无法实现360°范围内的全面积成像。文献(Vinogradov S,Cobb A,Bartlett J,et al.Development of a novel omnidirectional magnetostrictivetransducer for plate applications[C]//American Institute of PhysicsConference Series.American Institute of Physics Conference Series,2018)公布了一种改进方案，利用机械旋转单一通道的磁致伸缩传感器，连续获得多个角度的SH₀模态导波反射信号，基于合成孔径聚焦算法得到了储罐壁板360°范围内的全面积成像。单通道磁致伸缩传感器可检测的范围非常有限，为提高缺陷定位精度往往传感器需要旋转几十次。此外，合成孔径聚焦算法的定位精度随检测距离增大而大幅下降，难以保证全角度、长距离内缺陷的高精度检测定位。

为解决已有方法存在的问题，本发明公布了一种结合旋转式多通道磁致伸缩传感器和全聚焦成像拼接算法的储罐壁板腐蚀缺陷检测定位新方案，旋转式多通道磁致伸缩传感器的使用和多幅图像的拼接算法，确保了360°范围内储罐壁板的SH₀模态导波成像。全聚焦成像算法在宽角度、长距离范围内均具有高于合成孔径聚焦算法的缺陷定位精度。因此，本发明公布的方法可以在保持较高的缺陷定位精度条件下，有效降低多通道磁致伸缩传感器的旋转次数。

发明内容

本发明的目的为了研制一种基于SH₀模态反射波场拼接的储罐腐蚀缺陷成像方法。利用多通道磁致伸缩传感器检测储罐壁板中的SH₀模态超声导波的反射波场，实现扇形区域的全聚焦成像。由驱动电机提供动力，通过联轴器以及连接柱等带动多通道磁致伸缩传感器单元进行多个角度的旋转检测成像。由此，本发明公布的一种基于SH₀模态反射波场拼接的储罐腐蚀缺陷成像方法可实现大范围全角度区域内的缺陷检测定位。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：