一种管道缺陷检测方法、装置及设备

本技术涉及但不限于缺陷检测，尤其涉及一种管道缺陷检测方法、装置及设备。

背景技术：

1、当前，管道运输作为能源运输的主要运输方式之一，其保有量日益庞大。在管道运行服役期间，管道长期受外力作用、环境腐蚀等因素影响，不可避免会受到损伤，产生孔洞和裂纹等类型的缺陷，若不及时进行管道检测发现缺陷并处理，一旦发生管道泄露事故，引发连锁效应，将会造成重大经济损失并严重影响人民的生命安全。

2、管道具有复杂性和隐蔽性，且管道系统的规模日益扩大，运行环境复杂，传统的检测方法，例如电磁探伤或渗透探伤等单点式检测方法，都无法满足结构健康检测中对时效性、可靠性、大范围性、经济性和安全性的要求。因此，需要对在役管道的安全性提出了更高的要求，提出可靠、有效的管道健康运行状态检测技术和方法是急需解决的问题。

技术实现思路

1、基于相关技术存在的问题，本技术实施例提供一种管道缺陷检测方法、装置及设备。

2、本技术实施例的技术方案是这样实现的：

3、本技术实施例提供一种管道缺陷检测方法，所述方法包括：

4、获取所述待检测管道进行超声导波检测得到的检测数据，所述待检测管道由多个管道区域组成，所述检测数据至少包括每一管道区域的方向向量；

5、对所述检测数据进行数据处理，得到所述待检测管道对应的奇异值矩阵；

6、根据所述奇异值矩阵和每一管道区域的方向向量，确定所述待检测管道对应的成像区域内每一像素点的特征信息；

7、根据所述特征信息，生成所述待检测管道对应的超声图像；

8、根据所述超声图像，确定所述待检测管道的缺陷信息。

9、在一些实施例中，获取所述待检测管道进行超声导波检测得到的检测数据，包括：

10、依次对每一换能器进行激励处理，产生n个超声导波信号，其中，沿所述待检测管道的周向，所述待检测管道表面具有n个换能器，相邻两个换能器之间的距离相同；n大于0，且n为8的倍数；

11、获取每一换能器接收到的n个超声导波信号对应的导波回波信号，得到所述待检测管道的检测数据。

12、在一些实施例中，对所述检测数据进行数据处理，得到所述待检测管道对应的奇异值矩阵，包括：

13、对所述待检测数据进行数据稀疏处理，得到导波响应矩阵；

14、对所述导波响应矩阵进行降噪处理，得到导波传递矩阵；

15、对所述导波传递矩阵进行奇异值分解，得到所述待检测管道对应的奇异值矩阵。

16、在一些实施例中，对所述待检测数据进行数据稀疏处理，得到导波响应矩阵，包括：

17、基于声学互异性定理，对所述待检测数据进行半矩阵捕获处理，得到所述待检测管道的导波半矩阵数据；

18、对所述导波半矩阵数据进行具有预设稀疏度的稀疏处理，得到所述导波响应矩阵。

19、在一些实施例中，对所述导波响应矩阵进行降噪处理，得到导波传递矩阵，包括：

20、获取过完备原子库，其中，所述过完备原子库的原子数量大于所述导波响应矩阵中导波回波信号的长度；

21、根据所述过完备原子库，对所述导波响应矩阵中每一导波回波信号进行分解，得到分解信号；所述分解信号包括有效信号和噪声信号；

22、对所述噪声信号进行迭代分解，得到迭代分解后的有效信号和迭代分解后的噪声信号；

23、当迭代分解后的噪声信号与所述噪声信号对应的导波回波信号之间的相关性系数小于预设相关性系数时，停止迭代；

24、根据有效信号和迭代分解后的有效信号，构建每一导波回波信号对应的重构信号；

25、根据每一导波回波信号的重构信号和每一导波回波信号对应的超声导波信号，确定阵列传递矩阵；

26、对所述阵列传递矩阵进行傅里叶变换，得到所述导波传递矩阵。

27、在一些实施例中，对所述导波传递矩阵进行奇异值分解，得到所述待检测管道对应的奇异值矩阵，包括：

28、对所述导波传递矩阵进行奇异值分解，至少得到第一矩阵、第二矩阵和第三矩阵；其中，所述第一矩阵和第二矩阵均为酉矩阵，所述第三矩阵由所述导波传递矩阵进行奇异值分解得到的奇异值组成；

29、对所述奇异值进行归一化处理，得到归一化奇异值；

30、在所述归一化奇异值中，将大于奇异值阈值的归一化奇异值，确定为特征奇异值；

31、根据所述特征奇异值，确定所述待检测管道对应的奇异值矩阵。

32、在一些实施例中，根据所述奇异值矩阵和每一管道区域的方向向量，确定所述待检测管道对应的成像区域内每一像素点的特征信息，包括：

33、根据所述奇异值矩阵和每一管道区域的方向向量，确定每一管道区域的反射信号强度；

34、根据每一管道区域的信号强度，反射信号强度，确定所述待检测管道对应的成像区域内每一像素点的特征信息，其中，所述超声图像中每一像素点的特征信息与所述像素点对应的管道区域的反射信号强度成正比。

35、在一些实施例中，根据所述特征信息和所述超声图像，确定所述待检测管道的缺陷信息，包括：

36、根据所述超声图像中每一像素点的特征信息，确定所述待检测管道的每一管道区域的检测结果；

37、根据所述检测结果，确定所述待检测管道的缺陷信息，所述缺陷信息至少包括缺陷位置和缺陷尺寸。

38、本技术实施例提供一种管道缺陷检测装置，所述装置包括：

39、获取模块，用于获取所述待检测管道进行超声导波检测得到的检测数据，所述待检测管道由多个管道区域组成，所述检测数据至少包括每一管道区域的方向向量；

40、数据处理模块，用于对所述检测数据进行数据处理，得到所述待检测管道对应的奇异值矩阵；

41、第一确定模块，用于根据所述奇异值矩阵和每一管道区域的方向向量，确定所述待检测管道对应的成像区域内每一像素点的特征信息；

42、生成模块，用于根据所述特征信息，生成所述待检测管道对应的超声图像；

43、第二确定模块，用于根据所述特征信息和所述超声图像，确定所述待检测管道的缺陷信息。

44、本技术实施例提供一种管道缺陷检测设备，包括换能器、处理器和存储器，所述换能器用于产生超声导波信号和接收超声导波信号对应的导波回波信号；所述存储器用于存储有可在处理器上运行的计算机程序；所述处理器用于执行所述计算机程序时实现上述管道缺陷检测方法。

45、本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述管道缺陷检测方法。

46、本技术实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括可执行指令，所述可执行指令存储在计算机可读存储介质中；当管道缺陷检测设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令时，实现上述管道缺陷检测方法。

47、本技术实施例提供的管道缺陷检测方法、装置、设备及存储介质，首先，本技术实施例通过超声导波检测来获取管道的检测数据，能够实现同时对管道内外侧腐蚀的全截面检测，也能够实现对埋地和带包覆层等复杂工况下的管道进行快速检测，还能够对长距离管道进行体积缺陷检测；其次，本技术实施例通过对超声导波检测数据进行数据处理，减少了数据的处理量，并去除了噪声数据，降低了服务器的计算量，提升了计算效率；最后，根据得到的奇异值矩阵和管道区域的方向向量，来生成管道对应的超声图像，进而根据超声图像来确定待检测管道的缺陷信息，实现了对管道中缺陷的精准探伤，保障管道的健康运行，且本技术通过超声图像确定管道缺陷，能准确定位缺陷，提高了缺陷的检测精度和可靠性，并在缺陷定位后，快速对缺陷进行处理，避免造成重大事故，在实际应用中具有实际意义。

48、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本技术。