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原文传递基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测方法及装置

专利名称：	基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测方法及装置
摘要：	本发明公开了一种基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测方法及装置，该方法包括采集被测管道表面反射的微波信号，采用微波成像技术对反射系数相位值进行成像处理，对成像结果进行边缘检测处理，得到缺陷位置和宽度信息，构建缺陷检测模型，计算缺陷深度信息。本发明利用不同检测位置处的微波反射系数相位值作为成像像素点，同时对边界进行识别，可以获取缺陷位置和宽度信息，同时根据反射系数相位差与缺陷尺寸的关系模型，反解出缺陷深度的定量信息，实现管道上缺陷的位置、宽度和深度的定量检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	电子科技大学
发明人：	于亚婷;王聪;秦鸿;王振伟;程西檬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910519821.9
公开号：	CN110146521A
代理机构：	成都虹盛汇泉专利代理有限公司
代理人：	王伟
分类号：	G01N22/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N22
申请人地址：	611731 四川省成都市高新区(西区)西源大道2006号
主权项：	1.一种基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、分别采集经被测管道表面反射后的微波参考信号和微波检测信号； S2、根据步骤S1采集的微波检测信号，采用微波成像技术对反射系数相位值进行成像处理； S3、采用基于Canny算子的边缘检测算法对步骤S2的成像结果进行处理，得到缺陷位置和宽度信息； S4、根据步骤S1采集的微波参考信号和微波检测信号，构建缺陷检测模型，计算缺陷深度信息。 2.如权利要求1所述的基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：在被测管道的设定提离高度位置发射微波信号，采集经被测管道表面无缺陷区域反射后的微波信号，并作为微波参考信号；在被测管道的设定提离高度位置发射微波信号，采集经被测管道表面含缺陷区域反射后的微波信号，并作为微波检测信号。 3.如权利要求2所述的基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：根据步骤S1采集的微波检测信号，提取不同扫描位置点上被测管道的微波反射系数相位值，将反射系数相位值作为微波成像像素点，对扫描数据进行成像。 4.如权利要求3所述的基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：根据缺陷区域与无缺陷区域的反射系数相位值变化特征，采用基于Canny算子的边缘检测算法对步骤S2的成像结果进行边缘检测处理，得到缺陷区域的边界，根据缺陷区域的边界确定缺陷位置，并计算缺陷宽度。 5.如权利要求4所述的基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下分步骤： S41、将步骤S1采集的微波参考信号和微波检测信号进行差分运算，得到反射系数相位差； S42、根据不同深度缺陷与反射系数相位差的映射关系，构建缺陷检测模型； S43、根据缺陷检测模型反演计算缺陷深度。 6.如权利要求5所述的基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测方法，其特征在于，所述缺陷检测模型具体表示为 f(x)＝15.07x+0.25 其中，f(x)为反射系数相位差，x为缺陷深度。 7.一种基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测装置，其特征在于，包括微波信号处理模块、相位获取模块、微波成像模块、缺陷定位及边缘定量检测模块、缺陷深度定量检测模块；所述微波信号处理模块用于产生微波信号，控制三维电移动平台进行移动扫描，分别采集经被测管道表面反射后的微波参考信号和微波检测信号，并获取微波反射系数实部和虚部；所述相位获取模块用于根据微波反射系数实部和虚部计算得到反射系数相位值；所述微波成像模块用于将反射系数相位值作为微波成像像素点，对扫描数据进行成像；所述缺陷定位及边缘定量检测模块用于采用基于Canny算子的边缘检测算法对成像结果进行处理，得到缺陷位置和宽度信息；所述缺陷深度定量检测模块用于根据采集的微波参考信号和微波检测信号，根据缺陷检测模型，计算缺陷深度信息。 8.如权利要求7所述的基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测装置，其特征在于，所述微波信号处理模块具体包括矢量网络分析仪、三维电移动平台、矩形波导探头及同轴线。 9.如权利要求8所述的基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测装置，其特征在于，所述缺陷定位及边缘定量检测模块具体用于根据缺陷区域与无缺陷区域的反射系数相位值变化特征，采用基于Canny算子的边缘检测算法对步骤S2的成像结果进行边缘检测处理，得到缺陷区域的上下边界，根据缺陷区域的上下边界确定缺陷位置，并计算缺陷宽度。 10.如权利要求9所述的基于微波无损检测的管道表面腐蚀缺陷检测装置，其特征在于，所述缺陷深度定量检测模块具体用于将采集的微波参考信号和微波检测信号进行差分运算，得到反射系数相位差，再根据不同深度缺陷与反射系数相位差的映射关系，构建缺陷检测模型，最后根据缺陷检测模型反演计算缺陷深度。
所属类别：	发明专利