一种PPCP大范围断丝数量的能量谱估算方法与流程

一种ppcp大范围断丝数量的能量谱估算方法
技术领域
1.本发明涉及pccp管的断丝检测技术领域，特别是涉及一种ppcp大范围断丝数量的能量谱估算方法。


背景技术：

2.预应力钢筒混凝土管(prestressed concrete cylinderpipe，以下简称：pccp)在我国南水北调工程、鄂北水资源配置工程、东北某供水工程、宁夏某供水工程等大型区域性、跨流域输水工程建设中得到广泛的应用。但在施工过程中由于地质下沉、氢脆、氧化锈蚀等诸多因素会引起ppcp管局部断丝、导致管芯破裂而发生爆管、泄露等事故，因此ppcp管断丝检测技术备受关注。现有的ppcp管断丝检测方法最常用的就是人工分析法，但人工分析法与分析人的经验息息相关，不仅检测效率低，其准确性也不能保障。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种ppcp大范围断丝数量的能量谱估算方法。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种ppcp大范围断丝数量的能量谱估算方法，包括：
6.从标定管线上扫描获取本底杂波；
7.从所述标定管线上切断不同数量的断丝，将采集不同断丝数量时的数据作为断丝标准样本的原始数据；
8.对所述断丝标准样本的原始数据进行预处理得到断丝标准样本特征信号；
9.将所述断丝标准样本特征信号转化成对应的能量得到不同断丝数量下的标准特征能量谱；
10.对所述标准特征能量谱进行量化处理得到能量与断丝数量之间的对应关系表；
11.使用对应关系表完成待检测ppcp管断丝数量的估算。
12.优选的，所述对所述断丝标准样本的原始数据进行预处理得到断丝标准样本特征信号，包括：
13.对所述断丝标准样本的原始数据依次进行消噪处理和平滑处理得到断丝标准样本特征信号。
14.优选的，对所述断丝标准样本的原始数据依次进行消噪处理的公式为：
15.x
dsi
＝x
i-x0＝(x
i,1-x
0,1
,x
i,2-x
0,2
,
…
,x
i,n-x
0,n
)
16.其中，x
dsi
表示消噪后的数据，i＝0,1,3,5,10,15,20,25为断丝根数，xi表示断丝根数为i时的杂波数据，n的值为1至1250点，为数据长度，x
i,n
表示断丝数量为i，数据长度为n点的数据。
17.优选的，对消噪后的数据进行平滑处理的公式为:
[0018][0019]
其中，表示断丝数量为i，数据长度为n点的消噪数据经平滑处理之后的结果，x
i,n-2
表示断丝数量为i，数据长度为n-2点的消噪数据。
[0020]
优选的，将所述断丝标准样本特征信号转化成对应的能量得到不同断丝数量下的标准特征能量谱，包括：
[0021]
用能量谱法把断丝标准样本特征信号转化成对应的能量；其中，能量谱法的转化公式为：
[0022][0023]
式中，n1表示断丝标准样本特征信号的正峰最大值点对应的距离，n2表示断丝标准样本特征信号的负峰最小值点对应的距离，y
ie
表示断丝数量为i时的标准特征能量谱，x
i,n1
表示断丝数量为i的正峰最大值点的幅度值，x
i,n2
表示断丝数量为i的负峰最小值点的幅度值，x
i,n1+1
表示断丝数量为i时，距离为n1+1处的幅度值。
[0024]
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
[0025]
本发明提供了一种ppcp大范围断丝数量的能量谱估算方法，与现有技术相比，本发明通过把断丝标准样本特征信号转化成对应的能量谱，可利用该能量谱，估算出标定管型的断丝数量，不仅提高了断丝检测的效率，还大大提高了断丝位置定位以及断丝数量估算精度的准确性。
附图说明
[0026]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]
图1为本发明提供的一种ppcp大范围断丝数量的能量谱估算方法流程图；
[0028]
图2是本发明实施例所公开pccp断丝标准样本特征波形(数字为断丝数量)；
[0029]
图3是本发明实施例所公开能量谱峰值积分计算方法。
具体实施方式
[0030]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0032]
本技术的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第
四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。
[0033]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0034]
请参阅图1-3，一种ppcp大范围断丝数量的能量谱估算方法，包括：
[0035]
步骤1：从标定管线上扫描获取本底杂波；
[0036]
在实际应用中，一般选择一段无断丝的ppcp管，作为标定管线，用断丝检测仪进行两次扫描，两次扫描无明显异常且波形一致时，将采集数据的作为本底杂波。
[0037]
步骤2：从所述标定管线上切断不同数量的断丝，将采集不同断丝数量时的数据作为断丝标准样本的原始数据；
[0038]
在本发明实施例中，可在标定管线的中心位置处，从中心位置处向管线两端对称切断钢丝，切断钢丝的数量依次是1根、3根、5根、10根、15根、20根、25根，逐一检测作为断丝标准样本原始数据。
[0039]
步骤3：对所述断丝标准样本的原始数据进行预处理得到断丝标准样本特征信号；
[0040]
由于步骤1所获取的本底杂波数据和步骤2获取的断丝标准样本原始数据的物理位置不能保证完全相同，因此要进行消噪处理。在本实施例中，选取一致性较好的大幅度承插口钢圈信号作为校准信号。消噪处理如下式所示：
[0041]
x
dsi
＝x
i-x0＝(x
i,1-x
0,1
,x
i,2-x
0,2
,
…
,x
i,n-x
0,n
)
[0042]
其中，x
dsi
表示消噪后的数据，i＝0,1,3,5,10,15,20,25为断丝根数，xi表示断丝根数为i时的杂波数据。n的值为1至1250点，为数据长度，x
i,n
表示断丝数量为i，数据长度为n点的数据。
[0043]
在消噪后，还需要对消噪后的数据采用重心法进行平滑处理，重心法的本质其实就是加权平滑，即离中心位置越远，数值权重越小，越接近中心位置，数值权重越大。若用两个点，可求出第n点和第n+1项的中心点，由两点平滑公式可依次推出平滑公式为：
[0044][0045]
其中，表示断丝数量为i，数据长度为n点的消噪数据经平滑处理之后的结果，x
i,n-2
表示断丝数量为i，数据长度为n-2点的消噪数据。
[0046]
步骤4：将所述断丝标准样本特征信号转化成对应的能量得到不同断丝数量下的标准特征能量谱；
[0047]
在实际应用中，断丝数量不同时，断丝信号的能量也不同。本发明采用能量积分方法把断丝标准样本特征信号转化成对应的能量。具体的，先找到断丝数量为时的断丝标准样本特征信号的正峰、负峰极值点。断丝数量为的断丝标准特征能量谱法如下：
[0048][0049]
式中，n1表示断丝标准样本特征信号的正峰最大值点对应的距离，n2表示断丝标准样本特征信号的负峰最小值点对应的距离，y
ie
表示断丝数量为i时的标准特征能量谱，
x
i,n1
表示断丝数量为i的正峰最大值点的幅度值，x
i,n2
表示断丝数量为i的负峰最小值点的幅度值，x
i,n1+1
表示断丝数量为i时，距离为n1+1处的幅度值。
[0050]
步骤5：对所述标准特征能量谱进行量化处理得到能量与断丝数量之间的对应关系表；
[0051]
步骤6：使用对应关系表完成待检测ppcp管断丝数量的估算。
[0052]
本发明公开了一种ppcp大范围断丝数量的能量谱估算方法，包括：选取完好的pccp作为定标管，用断丝检测仪进行数据采集,将采集的数据作为本底杂波，将本底杂波进行消噪处理。通过切断不同数量的断丝，采集不同断丝数量时的数据作为断丝标准样本的原始数据，对断丝标准样本数据进行平滑处理。采用能量积分方法把断丝标准样本特征信号转化成对应的能量，与现有技术相比，本发明通过把断丝标准样本特征信号转化成对应的能量，可大大提高断丝位置定位以及断丝数量估算精度的直观性、准确性；在用于判别pccp管的大范围断丝时，只需对特定的pccp管标定后，就可估算相应管型的断丝数量，大大提升了pccp管断丝的检测效率。
[0053]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见装置部分说明即可。
[0054]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。