【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道无损检测领域，尤其是测量电变量或者测量磁变量领域，具体涉及一种钢制管道缺陷检测方法及装置。
技术介绍
1、根据《中长期油气管网规划》预估2025年中国管网规模将达到24万公里，如今油气管道运输已然成为中国交通运输的重要方式之一。然而随着当前管道数量的迅猛增加管道事故也频发不止，每一次管道事故都对中国经济及安全造成了无法挽回的灾难。管道事故的主要原因是当前部分管道年久失修，产生了大量的腐蚀及泄漏，据统计当前20%~30%的管道使用年限已超过20年，管道缺陷检测技术发展是当前国内外致力研究的方向之一。
2、管道分为埋地管道及空中管道，埋地管道的主要检测方法分为开挖检测及非开挖检测，其中埋地管道的开挖检测采取“开挖—检测—回填”的方法，这种“开挖—检测—回填”的方法耗时长、成本高，不适宜进行大范围埋地管道检测。
3、综上所述，现有技术中存在以下问题：埋地管道的检测耗时长、成本高、难以在有限的检测时间内完成大范围的管道缺陷检测。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种钢制管道缺陷检测方法及装置，采用测量电变量或者测量磁变量，以解决埋地管道的检测耗时长、成本高、难以在有限的检测时间内完成大范围的管道缺陷检测的问题。
2、为此，本专利技术提出一种钢制管道缺陷检测方法，所述钢制管道缺陷检测方法包括以下步骤：
3、s1：用瞬变电磁法检测：向钢制管道发射瞬变电磁激励信号，钢制管道表面受瞬变电磁激励信号激励后，产生瞬变电磁衰减信号，接收钢
4、s2：用弱磁法检测钢制管道表面产生的弱磁检测信号；
5、s3：对瞬变电磁衰减信号和弱磁检测信号进行融合增强处理，得到融合后的钢制管道缺陷图像。
6、瞬变电磁衰减信号得到瞬变电磁检测图像，弱磁检测信号得到弱磁检测图像，将瞬变电磁检测图像及弱磁检测图像进行图像融合，得到融合后的钢制管道缺陷图像，即瞬变电磁检测与弱磁检测的融合图像。
7、进一步地，所述钢制管道缺陷检测方法还包括：
8、步骤s4：通过建立人工智能模型或者ai模型对融合后的钢制管道缺陷图像进行缺陷深度的评估并基于钢管的产品标准判别管道缺陷等级。人工智能模型或者ai模型例如为卷积神经网络模型，神经网络模型。
9、进一步地，步骤s3中，将采集到的瞬变电磁衰减信号和弱磁检测信号进行数据对齐处理及归一化处理；其中，采集到的瞬变电磁衰减信号为数据a，弱磁检测信号为数据b。
10、进一步地，通过连续小波变化分别将瞬变电磁法检测及弱磁检测的一维数据转化为二维图像，也就是瞬变电磁衰减信号（即瞬变电磁法检测的一维数据，瞬变电磁衰减信号=瞬变电磁法检测的一维数据）通过连续小波变化为二维瞬变电磁检测图像；弱磁检测信号（弱磁检测的一维数据）通过连续小波变化为二维弱磁检测图像。
11、采用变异系数法对瞬变电磁检测图像及弱磁检测图像的像素权重进行计算，将转换后的瞬变电磁信号（二维瞬变电磁检测图像）及弱磁检测信号（二维弱磁检测图像）按照变异系数法或其他客观赋权法得出的权重比采用像素加权法进行图像融合。其中，变异系数法可以采用csdn博客上的权重计算方法三：变异系数法coefficient of variation）来实现。
12、本专利技术还提出一种钢制管道缺陷检测装置，本专利技术的钢制管道缺陷检测方法可以采用该钢制管道缺陷检测装置来实现，所述钢制管道缺陷检测装置包括：弱磁检测装置、瞬变电磁检测装置、以及融合弱磁检测信号和瞬变电磁信号的数据融合上位机；其中，数据融合上位机与弱磁检测装置和瞬变电磁检测装置分别信号连接。
13、本专利技术基于磁信号，通过研究瞬变电磁信号和（即弱磁检测信号）与钢制管道缺陷间的关系，对瞬变电磁信号和弱磁信号（即弱磁检测信号）进行数据融合增强，完成对钢制管道缺陷的检测，再通过建立ai模型（例如cnn-bigru-attention模型），对融合后的钢制管道缺陷图像进行缺陷深度估计并基于asme-b31g的标准判别管道缺陷等级。该检测方式具有简单、高效、精度高、误差小等优势。除此之外，该方法还可实现对埋地钢制管道和空中钢制管道双向检测，解决了当前钢制管道检测成本高、耗时长、不便利等问题。
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1.一种钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，所述钢制管道缺陷检测方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，所述钢制管道缺陷检测方法还包括：
3.如权利要求1所述的钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，所述钢制管道缺陷检测方法为单向检测，即只检测埋地钢制管道的单向下方检测或只检测空中钢制管道的单向上方检测，在同时存在埋地钢制管道和空中钢制管道情况下进行单向检测时，步骤S1中，屏蔽埋地钢制管道对瞬变电磁检测空中钢制管道的干扰，或者，屏蔽空中钢制管道对瞬变电磁检测埋地钢制管道的干扰。
4.如权利要求3所述的钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，步骤S1中，通过瞬变电磁仪向发射线圈发射双极性矩形脉冲瞬变电磁激励信号，发射线圈使整个空间产生磁场，通过接收线圈接受钢制管道表面涡流产生的瞬变电磁衰减信号，瞬变电磁仪接收瞬变电磁衰减信号生成埋地管道的缺陷信息；瞬变电磁仪分别和发射线圈以及接收线圈电连接；
5.如权利要求4所述的钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，单向下方检测时，拉开下方的屏蔽板，使得发射线圈、接收线圈和埋地钢制
6.如权利要求4所述的钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，单向上方检测时，拉开上方的屏蔽板，使得发射线圈、接收线圈和空中钢制管道表面形成通畅的瞬变电磁场，弱磁检测传感器和空中钢制管道表面形成通畅的弱磁检测磁场；最终获得空中钢制管道的瞬变电磁衰减信号和弱磁检测信号；同时封闭下方的屏蔽板，屏蔽下方的埋地钢制管道对发射线圈、接收线圈和弱磁检测传感器形成干扰。
7.如权利要求1所述的钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，步骤S3中，将采集到的瞬变电磁衰减信号和弱磁检测信号进行数据对齐处理及归一化处理。
8.如权利要求1所述的钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，通过连续小波变化分别将瞬变电磁法检测及弱磁检测的一维数据转化为二维图像，采用变异系数法对瞬变电磁检测图像及弱磁检测图像的像素权重进行计算，将转换后的瞬变电磁信号及弱磁检测信号按照变异系数法得出的权重比采用像素加权法进行图像融合。
9.一种钢制管道缺陷检测装置，其特征在于，包括：对钢制管道缺陷通过弱磁检测信号进行检测的弱磁检测装置、对钢制管道缺陷通过瞬变电磁信号进行检测的瞬变电磁检测装置、以及融合弱磁检测信号和瞬变电磁信号的数据融合上位机；其中，数据融合上位机与弱磁检测装置和瞬变电磁检测装置分别信号连接。
10.如权利要求9所述的钢制管道缺陷检测装置，其特征在于，所述钢制管道缺陷检测装置还包括：屏蔽外界磁场对瞬变电磁信号和弱磁检测信号干扰的屏蔽装置。
...【技术特征摘要】
1.一种钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，所述钢制管道缺陷检测方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，所述钢制管道缺陷检测方法还包括：
3.如权利要求1所述的钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，所述钢制管道缺陷检测方法为单向检测，即只检测埋地钢制管道的单向下方检测或只检测空中钢制管道的单向上方检测，在同时存在埋地钢制管道和空中钢制管道情况下进行单向检测时，步骤s1中，屏蔽埋地钢制管道对瞬变电磁检测空中钢制管道的干扰，或者，屏蔽空中钢制管道对瞬变电磁检测埋地钢制管道的干扰。
4.如权利要求3所述的钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，步骤s1中，通过瞬变电磁仪向发射线圈发射双极性矩形脉冲瞬变电磁激励信号，发射线圈使整个空间产生磁场，通过接收线圈接受钢制管道表面涡流产生的瞬变电磁衰减信号，瞬变电磁仪接收瞬变电磁衰减信号生成埋地管道的缺陷信息；瞬变电磁仪分别和发射线圈以及接收线圈电连接；
5.如权利要求4所述的钢制管道缺陷检测方法，其特征在于，单向下方检测时，拉开下方的屏蔽板，使得发射线圈、接收线圈和埋地钢制管道表面形成通畅的瞬变电磁场，弱磁检测传感器和埋地钢制管道表面形成通畅的弱磁检测磁场；最终获得埋地钢制管道的瞬变电磁衰减信号和弱磁检测信号；同时封闭上方的屏蔽板，屏蔽上方的空中管道对发射线圈、接收线圈、和弱磁检测传感器形成干扰。
6.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵毅鑫，赵弘，
申请(专利权)人：矿业大学北京内蒙古研究院，
类型：发明
国别省市：
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