基于相关的超声导波检测信号分析方法.pdf

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1、基于相关的超声导波检测信号分析方法符浩，王维斌，周进节，吴斌，何存富(1．北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100124；2．中国石油管道公司科技中心，河北廊坊065000)摘要：在超声导波管道检测中，刁：同的管道结构特征在信号上有不同的表现。为了实现管道超声导波检测数据分析的智能特征识别，采用相关系数的方法比较待识别信号与标准样本信号相似程度，从而实现对管道特征信号的窀能分类。试验结果表明，基于相关的超声导波检测信号识别方法具有较高的识别精度，能够提高检测的效率和准确度。关键词：超声导波；相关系数；智能识别中图分类号：TG441．7；TE973．6文献标识码：

2、B文章编号：1001—4837(2011}07—0059—06doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2011．07．012MethodofUltrasonicGuidedWaveSignalAnalysisBasedonCorrelationFUHao，WANGWei—bin，ZHOUJin—jie，WUBin，HECun—fu(1．CollegeofMechanicalEngineeringandAppliedElectronicsTechnology，BeijingUniversityofTech．nology，Beijing100124，Chin

3、a；2．PetrochinaPipelineR&DCenter，Langfang065000，China)Abstract：Inultrasonicguidedwavepipedetection，differentpipefeatureshavedifferentsignalcharacter-istics．Inordertoidentifythefeattresofapipeautomatically。anewmethodbasedoncorrelationiSusedtoclassifysignalsofdifferentpipefeatures．Inthismeth

4、od，thecorrelationofaunclassifiedsignalandastandardsignalisconsideredasth‘similarityofthetwosignals．So，bycalculatingthecorelationoftheunclassifiedsignalanddifferenttypesofstandardsignals，theunclassifiedsignalcanbeclassified．Expefi．mentalresultsshowthatthemethoJcanclassifyacertainofpipefeat

5、ureswithconsiderableaccuracy．Keywords：ultrasonicguidedwave；correlation；automaticidentify道在长期使用的过程中，由于冲刷和腐蚀的作用，0引言常常会发生泄漏事故，不仅造成能源浪费，同时也污染环境。管道作为五大运输工具之一，在运输液体、气超声导波检测方法是近年来发展起来的一体、浆液等方面具有特殊的优势。截至2009年种无损检测新技术，其长距离检测的特点使其初，我国工业用运输管道总长度超过5．83万千更适合对管道进行无损检测。然而，由于导波米，城市用供水管道总长度超过4{；万千米，城市的频散与

6、多模态特征，增加了信号的处理分析供气管道总长度超过25．78万千米口]。然而，管难度，影响了检测能力。因此，对超声导波检测59基于相关的超声导波检测信号分析方法Vol28．N072011信号的处理与分析方法的研究具有重要意义。目前，时频分析、小波变换、自适应滤波等信号处理方法在超声导波检测领域的应用研究取得(一)(Y一Y)了一些进展，但是现在成熟信号分析方法和i=1=—二二二二==二二二二二==二二二(5)相应的研究热点还集中在缺陷信号的增强方法／(—)×(y一歹)。上，对于信号识别与智能分析方法的研究结果还处于起步阶段。在其他检测领域，目前常用相关系数卢的取值范围为一1

7、≤卢≤1。实于信号识别与分类的方法主要有人工神经网际应用中，常取相关系数的绝对值来表征数据络和支持向量机一。其中，支持向量机更与的相似程度。当I卢l越接近0，则数据加适合于小样本信号分类。文中利用英国导波公司生产的WavemakerG3与Y越不相似；当jj越接近1，则数据与Y超声导波管道检测系统在实验室模拟现场的长距离管道进行检测，应用相关分析的方法对检测到越相似；当；／3j：1时，数据与Y完全相似。的一些特征信号进行分类，实现管道特征结构的智能识别。2相关系数在超声导波管道检测信号识别中的应用1相关分析基本理论2．1原始信号