专利名称：罐底腐蚀声发射检测中声源分布区域的自动识别方法
技术领域：
本发明涉及声发射检测中声源分布区域识别方法，特别是涉及罐底腐蚀声发射检测中声源分布区域的自动识别方法。
背景技术：
基于声发射原理的储罐罐底腐蚀和泄漏检测是一种在线检测技术，由于其无需停产、倒灌、清罐等操作，所以检测成本低、效率高，近年来受到业界的普遍关注，取得了越来越多的应用。其检测原理如
图1所示，在储罐外壁钢板1上沿周向均勻布置若干个声发射传感器2，各声发射传感器2分别通过信号线3与工控机4上的信号采集卡相连。在检测过程中，声发射传感器2将获取的声发射信号转换成电信号，由信号线3传输给工控机4，工控机4通过对各声发射传感器接收到的信号的时间差计算出声发射源的位置，并在显示器中显示出来。最后通过分析检测到的声发射源位置及其分布的疏密程度评估罐底的腐蚀状况。在进行腐蚀状况评估环节中，传统的方法是通过人工方式在声发射源分布图中寻找声发射源聚集区域，这种方式存在以下几点不足第一，区域的边界只能通过的人的感觉进行划分，划分标准很难统一；第二，有些区域由于声发射源定位比较集中，会导致在图中显示不太明显，进而容易被人忽略；第三，不同区域之间的腐蚀程度无法定量比较。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种在罐底腐蚀声发射检测中能够自动识别罐底声发射源聚集区域的方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种罐底腐蚀声发射检测中声源分布区域的自动识别方法，包括以下步骤SlOO 获取储罐罐底每个声发射源的坐标(X，y)；SlOl 设置矩阵M的行数和列数n，设置小波编号W= 1，获取小波类型表中小波的数量wn，设置初始声发射源分布信息熵HO = 0 ；S102 建立 nXn 的矩阵 M ；S103 据声发射源的坐标计算出每个声发射源在矩阵M中对应的列Mx和行My ；S104 将M(MX，My)的值设置为被映射到M(Mx，My)的声发射源数量；S105 对矩阵M进行1次二维离散小波变换，取其低频系数，得到新的矩阵Mhh ；S106 设置初始区域数量na = 0，建立与Mhh —样大小的矩阵F ；S107 依次查看Mhh中的每一个元素，根据其相邻元素的值设置F中对应位置元素的值；S108 计算每个声发射源在矩阵F中的位置；S109 将每个声发射源与矩阵F中所对应的元素的值作为该声发射源所属区域的
编号；5110计算声发射源分布信息熵H ；
5111判断H是否大于H0，若H大于H0，执行步骤Sl 12，否则执行步骤Sl 14 ；
5112统计矩阵F中每种元素值的数量，计算各区域的面积；
5113计算区域中声发射源分布密度；
5114设置 w = w+1 ；
Sl 15 判断w是否大于wn，若w大于wn，执行步骤Sl 16，否则执行步骤S105 ； S116 设置η = η+步进值，；S117 判断η是否大于储罐直径/0. 03，若大于，则结束，否则执行步骤S102。上述步骤S107的子步骤如下
5201获取矩阵Mhh的行数LN，列数CN，设置当前查看的行i = 1，列j = 1
5202判断Mhh(i，j)是否等于0，若Mhh(i，j)等于0，则执行步骤S203，否则执行
步骤S204 ；S203 设置 F(i，j) = 0，执行步骤 S210 ；S204 统计F(i，j)相邻元素值非0的种类，建立集合x，每种值为集合χ中的-元素；S205 判断χ是否为空集，若χ是空集，则执行步骤S206，否则执行步骤S207 ；S206 建立新区域，设置na =皿+1，设置？(丨，j) = na，执行步骤S210 ；S207 设置 F(i，j) = X(I)；S208 判断χ中元素个数是否大于1，若χ中元素个数大于1，则执行步骤S209，否则执行步骤S210;S209 =F中与χ中元素值相等的元素值全部设置成χ(1)；S210 设置 j = j+1 ；S211 判断j是否大于CN，若j大于CN则执行步骤S212，否则执行步骤S202 ；S212 设置 j = 1，i = i+1S213 判断i是否大于LN，若i大于LN则结束，否则执行步骤S202。在上述的步骤S102中，矩阵M的行数和列数η的取值范围为100彡η彡储罐直径/0. 03，且η为自然数。在上述的步骤3)中，每个声发射源在矩阵M中对应的列Mx和行My按式(1)计算得出；
权利要求
1.一种罐底腐蚀声发射检测中声源分布区域的自动识别方法，包括以下步骤S100获取储罐罐底每个声发射源的坐标(X，y)；S101设置矩阵M的行数和列数n，设置小波编号W= 1，获取小波类型表中小波的数量 wn，设置初始声发射源分布信息熵HO = 0 ；S102建立nXn的矩阵M ；S103根据声发射源的坐标计算出每个声发射源在矩阵M中对应的列Mx和行My ；S104将M(MX，My)的值设置为被映射到M(MX，My)的声发射源数量；S105对矩阵M进行1次二维离散小波变换，取其低频系数，得到新的矩阵Mhh ；S106设置初始区域数量na = 0，建立与Mhh —样大小的矩阵F ；S107依次查看Mhh中的每一个元素，根据其相邻元素的值设置F中对应位置元素的值；S108计算每个声发射源在矩阵F中的位置；S109将每个声发射源与矩阵F中所对应的元素的值作为该声发射源所属区域的编号；S110计算声发射源分布信息熵H ；S111判断H是否大于H0，若H大于H0，执行步骤Sl 12，否则执行步骤Sl 14 ；S112统计矩阵F中每种元素值的数量，计算各区域的面积；S113计算区域中声发射源分布密度； Sl 14 设置 w = w+1 ；Sl15 判断w是否大于wn，若w大于wn，执行步骤Sl 16，否则执行步骤S105 ；S116设置η = η+步进值，该步进值为非0自然数；S117判断η是否大于储罐直径/0. 03，若大于，则结束，否则执行步骤S102。
2.根据权利要求1所述的自动识别方法，其特征在于所述步骤S107的子步骤如下S201获取矩阵Mhh的行数LN，列数CN，设置当前查看的行i = 1，列j = 1S202判断Mhh(i，j)是否等于0，若Mhh(i，j)等于0，则执行步骤S203，否则执行步骤 S204 ；S203设置 F(i，j) = 0，执行步骤 S210 ；S204:统计F(i，j)相邻元素值非0的种类，建立集合x，每种值为集合χ中的一个元素；S205判断χ是否为空集，若χ是空集，则执行步骤S206，否则执行步骤S207 ；S206建立新区域，设置na =皿+1，设置？(丨，j) = na，执行步骤S210 ； S207:设置 F(i，j) =X(I)；S208判断χ中元素个数是否大于1，若χ中元素个数大于1，则执行步骤S209，否则执行步骤S210 ；S209:F中与χ中元素值相等的元素值全部设置成X(I)；S210设置 j = j+1 ；S211判断j是否大于CN，若j大于CN则执行步骤S212，否则执行步骤S202 ；S212设置 j = 1，i = i+1S213判断i是否大于LN，若i大于LN则结束，否则执行步骤S202。
3.根据权利要求1或2所述的自动识别方法，其特征在于在步骤S102 行数和列数η的取值范围为100 < η <储罐直径/0. 03，且η为自然数。
4.根据权利要求1或2所述的自动识别方法，其特征在于在步骤S103 射源在矩阵M中对应的列Mx和行Mi按式(1)计算得出；中，矩阵M的中，每个声发
5.根据权利要求1或2所述的自动识别方法，其特征在于在步骤S108中，每个声发射源在矩阵F中的位置由式(2)计算得出
6.根据权利要求1或2所述的自动识别方法，其特征在于在步骤SllO中，声发射源分布信息熵H按式C3)计算得出；
7.根据权利要求1或2所述的自动识别方法，其特征在于在步骤S112中，各区域的面积通过式(4)计算得出
8.根据权利要求1或2所述的自动识别方法，其特征在于在步骤S113中，区域中声发射源分布密度由式( 得出
9.根据权利要求1或2所述的自动识别方法，其特征在于在步骤S116中，所述的步进值的取值范围为10 ≤步进值≤ 100。
全文摘要
本发明公开了一种罐底腐蚀声发射检测中声源分布区域的自动识别方法，包括以下步骤获取储罐罐底每个声发射源的坐标；建立n×n矩阵M；根据声发射源坐标计算每个声发射源在矩阵M中对应列Mx和行My；将M(Mx，My)的值设为被映射到M(Mx，My)的声发射源数量；对矩阵M进行1次二维离散小波变换，取其低频系数，得到新矩阵Mhh；依次查看Mhh中每个元素，根据其相邻元素值判断对应位置声发射源所属区域；根据区域划分结果计算区域声发射源分布信息熵、声发射源分布密度；依次改变n和小波类型找到使声发射源分布信息熵最大的区域划分结果作为最终区域识别结果。该方法能有效别罐内声发射源分布密集的区域，进而评价罐底腐蚀状况。
文档编号G01N29/44GK102269736SQ20111019111
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者曾周末, 李一博, 杜刚, 王伟魁, 靳世久 申请人:天津大学