一种管道超声导波检测虚假回波的多点测试排除方法与流程

本发明涉及管道超声导波无损检测领域，特别涉及一种管道超声导波检测虚假回波的多点测试排除方法。

背景技术：

管道是油气运输和工业生产中一种重要的输送设备，由于高温、低温、高压或有腐蚀性介质等复杂的工作条件，管道在使用过程中容易产生缺陷，为确保管道的安全使用，通常采用宏观检查及无损检测的方法对其结构健康进行评价，管道具有距离跨度长、架空或埋地敷设、带有包覆层等特点，目前通常采用目视检验及局部无损检测的方法确保安全，但这些方法不仅效率较低，在带有包覆层的管道检验时也增加了检验成本。超声导波检测技术是一种新型的管道无损检测技术，它利用低频导波能量衰减小，传播距离远的特性，无需剥除管道包覆层即可在单个探头位置实现对管道双向数十米范围、全结构缺陷的快速定位，通过结合局部检测方法进行复验排查，提高了检验效率，降低了检验成本，因此在管道检测中具有良好的应用前景。管道超声导波检测信号通常以距离-波幅的形式显示，由于检测距离较长，因此信号包含的信息冗余量较大，其中不仅包含缺陷反射引起的缺陷回波和焊缝、法兰、支管、支架等特征结构引起的相关回波，同时包含由于传感器方向控制不佳或多重反射引起的大量虚假回波，在信号分析过程中，为得到准确的缺陷信息，需要对相关回波及虚假回波进行排除。相关回波一般可通过与管线图的对比，对反射信号进行标记，而虚假回波数量较多，其频谱与缺陷回波、相关回波频谱类似，不能采用时频去噪的方法加以去除，目前多采用与缺陷信号一起进行局部复验的方法进行排除，严重影响缺陷信号的准确判别，降低了检测效率，因此，虚假信号的排除对管道超声导波检测信号的准确评定具有重要意义。

技术实现要素：

为解决上述缺陷及问题，本发明通过在管道不同部位布置传感器，获取两个或两个以上检测信号，以任一已知相关回波为参考进行平移对齐，对未对齐信号即虚假信号进行排除；提出了一种管道超声导波检测虚假回波的多点测试排除方法。

为实现上述目的而采用的技术方案是：一种管道超声导波检测虚假回波的多点测试排除方法，其特征在于，包括以下步骤:

a.在被检管道外侧不同位置安装超声导波传感器，采用自发自收模式获取有效检测范围内的检测信号MsS1和检测信号MsS2，测量两次检测传感器中心间距d；

b.确定有效检测范围在理论最大检测距离内；理论最大检测距离的计算方法为：R≈[50-6+20log(0.01β)]/2α，其中R为最大检测距离，β为标准值或预设定值的检测灵敏度，α为衰减率；

c.确定衰减率；在被检管道上采用超声导波检测系统的一发一收模式实测得出；测试方法为在管道直管段上安装超声导波发射传感器，在直管段上距离超声导波发射传感器x1处安装超声导波接收传感器，记录波幅A1，距离超声导波发射传感器x2处再次安装超声导波接收传感器，记录波幅A2，衰减率α＝[20log(A1/A2)]/(x2-x1)；

d.根据衰减率设置检测信号MsS1和检测信号MsS2距离增益补偿，增益补偿数值等于距离与衰减率的乘积；

e.以有效检测范围内包含的至少一处管道特征结构的回波作为参考回波；

f.以检测信号MsS1为基准，将MsS2平移中心间距的距离将两个信号对齐，不能对齐的信号为虚假信号。

进一步的，所述步骤d中的导波无法通过的管道特征结构包括：法兰、管端、弯头、膨胀节、阀门或位置已知的焊缝或支管。

进一步的，所述步骤a中的两次检测的传感器中心间距d应为0.5～1m，以保证两次能够覆盖相同的检测盲区；

进一步的，所述步骤e中平移的方向由两次检测信号中的参考回波对齐确定。

进一步的，所述获取的检测信号可以采用射频波或检波形式，采用射频波模式时，虚假信号可通过两次检测信号对齐后叠加平均进行排除，采用检波形式时，可将检测信号2反转后与检测信号1对齐后人工排除未对齐信号。

本发明的有益效果是：利用该方法可有效的消除管道超声导波检测信号中由方向控制及多重反射引起的虚假回波，提高缺陷信号评定的准确性，从而减少复验的部位，提高管道超声导波检测的效率。

附图说明

附图1为本发明的实施例的检测传感器及检测范围示意图；

附图2为本发明的实施例的管道检测信号MsS1示意图；

附图3为本发明的实施例的管道检测信号MsS2示意图；

附图4为本发明的实施例以管端为参考平移对齐后的信号示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，以下仅为本发明的具体实施例，并不限定于本发明所保护的范围。

如附图1所示管件，其中1代表管道特征结构(既导波无法通过的管道特征结构)；2、3、4、5代表管道当中的检测缺陷；6、为管道的末端；

一种管道超声导波检测虚假回波的多点测试排除方法，其特征在于，包括以下步骤:

a.在被检管道外侧不同位置安装超声导波传感器，采用自发自收模式获取有效检测范围内的检测信号MsS1(见附图2)和检测信号MsS2(见附图3)，测量两次检测传感器中心间距d；(见附图1中位置)

b.确定有效检测范围在理论最大检测距离内；理论最大检测距离的计算方法为：R≈[50-6+20log(0.01β)]/2α，其中R为最大检测距离，β为预设定值的检测灵敏度(发现小缺陷的能力，通过用户自行设定)，α为衰减率；

c.确定衰减率；在被检管道上采用超声导波检测系统的一发一收模式实测得出；测试方法为在管道直管段上安装超声导波发射传感器，在直管段上距离超声导波发射传感器x1处安装超声导波接收传感器，记录波幅A1，距离超声导波发射传感器x2处再次安装超声导波接收传感器，记录波幅A2，衰减率α＝[20log(A1/A2)]/(x2-x1)；

d.根据衰减率设置检测信号MsS1和检测信号MsS2距离增益补偿(随着距离的增大，会存在衰减，就是说，一模一样的缺陷在越远的位置引起的回波越小，但是为了反映缺陷的大小让同样大小的缺陷反射波幅是一样的，如果反射波幅不一样我们通过回波就不知道缺陷到底是多大的，因此设定增益补偿来解决这个问题)，而增益补偿数值等于距离与衰减率的乘积；

e.以附图1中的弯管部分(导波无法通过的管道特征结构)的回波作为参考回波；

f.以检测信号MsS1为基准，将MsS2平移中心间距的距离将两个信号对齐，不能对齐的信号为虚假信号(见附图4中X1和X2)；从而完成对虚假回波的排除。