[发明专利]一种基于透射式太赫兹光谱的管道缺陷检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于透射式太赫兹光谱的管道缺陷检测系统，其特征在于，包括固定座(2)和位于固定座(2)上的动环(1)；动环(1)能相对于固定座(2)转动；

沿动环(1)的圆周，等距分布有三组太赫兹检测组件；

每一组太赫兹检测组件，均包括太赫兹源(3)和太赫兹探测器(4)；

每一组中的太赫兹源(3)与太赫兹探测器(4)，分别设置在圆周的对应侧，并且在同一条直径线上；

每一组中的太赫兹源(3)发出的太赫兹信号，经过动环(1)的环内采样区域，到达与之对应侧的太赫兹探测器(4)。

2.根据权利要求1所述基于透射式太赫兹光谱的管道缺陷检测系统，其特征在于，动环(1)能相对于固定座(2)以0-180°的角度转动。

3.根据权利要求2所述基于透射式太赫兹光谱的管道缺陷检测系统，其特征在于，每组太赫兹检测组件的太赫兹探测器(4)分别与计算机(5)信号连接。

4.一种管道缺陷检测方法，其特征在于采用权利要求1-3中任一项所述基于透射式太赫兹光谱的管道缺陷检测系统实现，其包括如下步骤：

聚乙烯燃气管随着传送带被传送至太赫兹信号辐射区域；该太赫兹信号辐射区域，即动环(1)的环内采样区域；动环(1)周向往复旋转；

太赫兹信号穿透聚乙烯燃气管，携带了燃气管壁厚、缺陷等信息的太赫兹信号被太赫兹探测器(4)收集并成像后，传送至计算机(5)图像数据处理分析，建立聚乙烯燃气管三维模型，对潜在的缺陷进行可视化展示并标记。

5.根据权利要求4所述管道缺陷检测方法，其特征在于，所述图像数据处理分析流程为：

①计算机(5)获取聚乙烯燃气管输送速度与动环(1)周向旋转速度；

②三组太赫兹检测组件，构成通道一、通道二、通道三；计算机(5)同时计算出当前时刻通道一扫描区域的空间方位、通道二扫描区域的空间方位和通道三扫描区域的空间方位，并且同时获取当前时刻通道一扫描区域的光谱数据、通道二扫描区域的光谱数据和通道三扫描区域的光谱数据；

③计算各通道每一个离散光谱数据点的空间坐标关系，构成各通道光谱-坐标数据点集；

④整合各通道光谱-坐标数据点集，构建总体管道光谱-坐标数据点集；

⑤利用潜在缺陷区域判别算法，对总体光谱-坐标数据点集中每一个坐标进行潜在缺陷判别，构建缺陷-坐标数据点集；

⑥利用聚乙烯燃气管道质量云图绘制算法绘制聚乙烯管道质量云图。

6.根据权利要求5所述管道缺陷检测方法，其特征在于，所述潜在缺陷区域判别算法流程为：

①读取各通道的太赫兹探测器(4)信号，并输入程序中记为管道光谱-坐标数据点集；

②分析各通道的管道光谱数据，利用时域信号判断管道内部有无缺陷；

③对时域光谱数据进行时频转换，并将每个频域谱图输入到缺陷分类模型进行判断，若判断为真，则认为该离散数据点所在区域含有缺陷，利用缺陷深度回归模型进行缺陷深度计算，若判断为假，则认为该离散数据点所在区域没有缺陷；

④综合时频域的判别结果，构建缺陷-坐标数据点集。

7.根据权利要求6所述管道缺陷检测方法，其特征在于，所述时频转换为快速傅里叶变换算法。

8.根据权利要求7所述管道缺陷检测方法，其特征在于，所述聚乙烯燃气管道质量云图绘制算法为：

①输入当前时刻聚乙烯管道缺陷-坐标数据点集；

②绘制聚乙烯管道整体区域当前时刻缺陷散点图；

③利用双三次插值算法绘制当前时刻聚乙烯管道质量云图；

④结合历史云图数据绘制整体聚乙烯管道质量云图。