[发明专利]用于确定细长或延伸结构的厚度的方法和系统

说明书

公开了一种使用弹性波确定细长或延伸结构(2；图8)的厚度的方法。该方法包括从换能器(12)接收至少一个时域信号；根据至少一个时域信号生成频域信号；降低频域信号中的噪声，以提供去噪的频域信号；将去噪的频域信号与至少一个参考信号进行比较，每个参考信号对应于相应的厚度；以及根据去噪的频域信号与至少一个参考信号的比较，确定细长或延伸结构的厚度。

技术领域

本发明涉及使用弹性导波确定细长或延伸结构(诸如管或板的壁)的厚度。

背景技术

导波可以被用于检查管、轨道、杆、板和其他类型的结构是否存在腐蚀型缺陷、裂纹和其他类型的瑕疵。

导波可以被用于在从单个传感器位置延伸例如数十米或数百米的长距离上对结构进行快速筛选。此外，导波可以被用于检查被涂覆或绝缘的结构，这些结构难以接近(例如，由于被掩埋或在水下)和/或在它们在使用中时。

远程导波测试系统的能力的概述可以在M.Lowe和P.Cawley中找到:Long RangeGuided Wave Inspection Usage-Current Commercial Capabilities and ResearchDirections(远程导波检查用途-当前商业能力和研究方向)(2006)

(http://www3.imperial.ac.Uk/pls/portallive/docs/1/55745699.PDF)。

导波测试通常使用扭转(T(o,l))模式或纵向(L(o,2))模式，采用低于100kHz的频率。使用这些模式是因为它们在这些频率下对穿过管壁厚度或围绕圆周的任何位置处的截面损耗是敏感的、可能会易于激励、以及通常在宽频带上不频散。远程导波方法传统上仅提供由缺陷(例如，随后的腐蚀)导致的所述管壁内存在不规则性的定性信息。

参考US 2006/203086 A1，其描述了合成用于导波测试的宽带信号。

除了导波测试外，通常还需要测量结构(诸如管壁)的厚度，以帮助减少或避免泄漏(在管的情况下)、评估结构的剩余寿命，或为了其他原因。典型地，这是使用在数兆赫范围内操作的脉冲回波双元件换能器来执行的，例如，如C.Lebowitz和L.Brown中所描述的：Ultrasonic Measurement of Pipe Thickness,Review of Progress in QuantitativeNondestructive Evaluation,volume 12,page 1987,(Plenum Press,New York 1993)(管厚度的超声波测量”，《定量无损评价的进展评论》，第12卷，第1987页，(普莱纽姆出版社，纽约，1993))。使用单独的测厚仪可能会增加成本和复杂性。大多数测厚仪往往是手持式设备，不旨在进行安装。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种使用弹性波确定细长结构(诸如管或轨道)或延伸结构(诸如板)的厚度的方法。该方法包括从换能器(例如超声波换能器，诸如压电换能器或EMAT换能器)接收至少一个时域信号；根据至少一个时域信号生成频域信号；降低频域信号中的噪声，以提供去噪的频域信号；将去噪的频域信号与至少一个参考频域信号(或“参考信号”)进行比较，每个参考信号对应于相应的壁厚度；以及根据去噪的频域信号与至少一个参考信号的比较，确定壁的厚度。可以合成参考信号。换能器可以是超声波换能器。

该方法可以包括从换能器接收至少两个时域信号。生成频域信号可以包括在时域或频域中组合信号。例如，生成频域信号可以包括组合至少两个时域信号。生成频域信号可以包括将至少两个时域信号组合成单个组合时域信号，并且将单个组合时域信号转换成频域信号。可替代地，生成频域信号可以包括将至少两个时域信号转换成至少两个频域信号，并且将至少两个频域信号组合成(单个)频域信号。