[发明专利]一种水浸式超声检测用储罐底板腐蚀评价实验系统及方法

摘要

本发明公开了一种水浸式超声检测用储罐底板腐蚀评价实验系统及方法，属于无损检测领域。以水浸式超声扫描系统为基础，搭建水浸式超声检测腐蚀评价系统；分别设定激励信号和接收信号相应参数，通过示波器观察接收到的时域波形信号对相应激励和接收信号参数进行微调；完成好参数设定以及选定检测条件后，对检测试件进行水浸式超声扫描，并存储检测数据。根据超声检测得到的板状试件特征值数据，计算区域分割阈值及标准等级对应特征值；分别计算每个位置点的特征值与标准等级的差异度，对每个位置点的腐蚀等级进行评价；最后，根据实际工况要求，确定腐蚀面积及深度的权重比，计算出整个试件的腐蚀等级，实现对于板结构试件的腐蚀等级评价。

主权项

一种水浸式超声检测用储罐底板腐蚀评价方法，其基本原理在于：1)腐蚀区域分割—阈值分割法利用超声扫描中每个位置不同的特征值信息来选择合适的分割阈值，可将原始图像分割成目标与背景部分，目标部分可以是一个或多个；首先将整个检测区域离散化，将每个扫描点看成一个小腐蚀区域，每个腐蚀区域都呈现封闭性；通过超声检测获取的所有位置点的特征值数据，选定合理阈值，对腐蚀区域进行分割，分为腐蚀区域及非腐蚀区域，将腐蚀区域划分为不同等级并计算标准腐蚀等级对应特征值；2)特征值差异度计算—最小差异度法通过超声C扫描检测获取每个位置点的特征数据，用该特征值表征每个位置点的腐蚀情况；将每个位置点对应特征值与标准等级对应特征值依次作差，求出特征值之差中的最小值，则最小差值对应的标准等级为该位置点的腐蚀等级，从而实现对位置点腐蚀等级的量化评定；具体步骤如下：(1)根据操作设定的参数及超声扫描数据，生成等级标准；(2)将每个位置点所对应的特征值与标准等级特征值依次作差，称为该位置点的特征值差异度，用公式1来定义位置点的特征值差异度：D(i,j)＝|X(i,j)‑Bz|                         (1)式中，i、j是特征值对应扫描点的横、纵坐标，X是待顶级的位置点特征值，B某一特定腐蚀等级对应的特征值，z是B特征值对应的等级数；(3)计算标准等级与位置点特征值的最小差异度minD(i,j)，则最小差异度对应标准等级为该位置点的腐蚀等级；3)腐蚀等级评价—加权法首先将整个检测区域离散化，将每个扫描点看成一个小腐蚀区域，每个小腐蚀区域都呈现封闭性；由于试件腐蚀情况呈现不均匀性，每个小腐蚀区域的腐蚀程度不一致；通过每个扫描点的腐蚀等级数据，计算得出整个区域的腐蚀等级；对试件腐蚀程度进行评估，仅仅得到每个小腐蚀区域的腐蚀程度不够，还需要得到整个结构的腐蚀等级，本方法使用加权法计算试件综合腐蚀等级；首先统计每个等级中腐蚀区域面积也就是该等级内位置点个数，之后将位置点个数与对应等级权重相乘并将所有等级对应积相加求和，用此和与总权重相除求取综合等级；公式如2所示：Degree=Σi=16(Ni*Qi)Σi=16Qi---(2)]]>式中，Ni表示等级i中腐蚀区域面积也就是该等级内位置点个数，Qi表示腐蚀等级i在所有的等级中所占权重；此方法不仅考虑了每个小腐蚀区域腐蚀程度的差异性，还考虑了因为每个腐蚀区域面积比例不同而对整个腐蚀结构所做的贡献的差异，因此评价结果比较准确。