Page 53 - 无损检测2023年第十期

2023远东无损检测新技术论坛论文精选

DOI : 10.11973 / ws j c202310004

管道缺陷的高分辨率抗噪声定位方法

穆为磊 , 宁 昊 , 孙海亮 , 孙艺峰 3
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( 1. 中国海洋大学 工程学院, 青岛 266100 ; 2. 北京宇航系统工程研究所, 北京 100076 ;

3. 中国特种设备检测研究院, 北京 100029 )

摘 要: 超声导波技术具有传播距离长、 对小损伤灵敏的优点, 因此广泛应用在结构的无损检
测中。然而, 当管道中存在多个相邻的缺陷时, 缺陷的反射波会相互重叠, 导致损伤定位的分辨率
较低。为了提高定位分辨率, 建立了一种基于迭代优化的管道导波稀疏分解方法, 然后在强泄漏噪
声干扰下, 对试验测得的重叠波包进行分离。与传统的定位方法相比, 重构后的波包具有较高的时
间分辨率, 从而提高了定位分辨率。试验结果表明, 该算法在强泄漏干扰噪声条件下能有效识别两
个相邻缺陷, 定位误差分别为3.33%和4.62% 。

关键词: 管道检测; 波包分离; 字典

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 10-0019-04

Localizationmethodfor p i p elinedefectswithhi g hs p atialresolutionundernoiseinterru p tion

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,
MU Weilei , NINGHao , SUNHailian g SUNYifen g 3

( 1.Colle g eofEn g ineerin g , OceanUniversit y ofChina , Qin g dao266100 , China ;

2.Bei j in g InstituteofAstronauticalS y stemsEn g ineerin g , Bei j in g 100076 , China ;

3.ChinaS p ecialE q ui p mentIns p ectionandResearchInstitute , Bei j in g 100029 , China )

Abstract : Ultrasonic g uidedwavetechnolo gy iswidel yusedinstructuralnondestructivetestin gduetoitslon g

p ro p a g ationdistanceandsensitivit ytosmalldama g e.However , whenthereare multi p ledefectsnearl yinthe

p i p eline , thereflected wavesofthedefects willoverla peachother , deducin gcom p arativel ylowlocalization

resolution.Inordertoenhancethelocalizationresolution , as p arsedecom p ositiona pp roachbasedoniterative

o p timizationforp i p elinedetectioniswasfirstl yestablished.Then , understron gleaka g enoiseinterference , the

overla pp edwave p acketsarewerese p arated.Thereconstructedwavep acketsshowedbettertem p oralresolution ,

andsubse q uentl y im p rovedthelocalizationresolution.Com p aredwiththeconventionalp ositionin g method , the

p ro p osedal g orithm verifiedb yex p erimentcaneffectivel yidentif ytwoad j acentdefectsunderstron gleaka g e

interferencenoise , andthe p ositionin g errorsare3.33%and4.62%res p ectivel y .

Ke ywords : p i p eline detection ; wave- p acketse p aration ; dictionar y
管道运输在工业领域和日常生活供应中起着重 当管道埋在地下时, 通过其他检测技术很难实现无
要的作用, 但是, 长期运行中, 管道会不可避免地出 损检测和结构健康监测, 而超声导波检测技术具有
现裂纹、 腐蚀孔洞等缺陷而形成安全隐患, 采用合适 传播距离长、 对小损伤灵敏、 可定量分析损伤位置等
的缺陷定位方法来监测管道的健康状况至关重要。 特点, 已成为管道无损检测和结构健康监测( SHM )
的首选方法, 并应用于民用供气管道、 基础设施管道
收稿日期: 2023-07-15
等设施的无损检测中 [ 1 ] 。
基金项目: 国家自然科学基金( 52171283 ); 山东省自然科学基金
超声导波虽然可以通过数值模拟来确定最佳的
( ZR2020ME268 ); 江苏省自然科学基金( BK20201189 )
作者简介: 穆为磊( 1986- ), 男, 博士, 副教授, 主要从事海洋机 模态, 但在实际研究中, 其具有的多模态特性在生成
电装备的结构健康监测工作 目标模型时存在困难 [ 2 ] 。当管道中存在多个距离相
通信作者: 穆为磊, tbluea pp le@126.com 近的缺陷时, 从激励致动器到接收传感器的波程会
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2023年 第45卷 第10期
无损检测