申请/专利权人：中磁数智(北京)科技有限公司

申请日：2023-11-15

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN117571815B

主分类号：G01N27/83

分类号：G01N27/83;G01N33/24;G01D21/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2024.03.08#实质审查的生效;2024.02.20#公开

摘要：本发明涉及管道缺陷检测技术领域，是一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，具体方法包括：对被测供热直埋管道的预留支管自身的物理参数以及预留支管周围的环境信息进行采集；并根据预留支管自身的物理参数进行三维建模；构建被测预留支管的应力‑磁导率梯度数据库和弱磁‑应力空间非弹性模型；从环境温度、土壤的酸碱度和湿度信息，对弱磁‑应力空间非弹性模型进行补偿修正；对补偿修正后的应力信号进行高维特征提取，建立应力和缺陷等级评估系统；本发明实现了对供热直埋管道的预留支管的非接触、免开挖式缺陷等级分类评估。

主权项：1.一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述方法包括如下具体步骤：S11：对被测供热直埋管道的预留支管物理参数以及预留支管位置的环境参数进行信息采集；S12：对预留支管周围的弱磁信号进行探测，并对获得的弱磁信号进行数据处理；S13：对预留支管进行三维建模，构建被测预留支管的检测应力-磁导率梯度数据库；S14：构建被测预留支管的弱磁-应力空间非弹性模型，拟合弱磁信号和所受应力信号的非弹性关系；S15：根据检测环境参数，对S14中被测预留支管的弱磁-应力空间非弹性模型进行模型补偿修正；S16：对经过补偿修正后应力信号进行高维空间特征提取，并对管道的应力特征进行准确的数据分类定级，建立应力等级评估系统；S17：根据预留支管的应力级别对供热直埋管道的预留支管的缺陷程度进行综合评估定级；所述弱磁信号的数据处理包括如下具体步骤：S21：获得的弱磁信号为关于检测时域t的母波函数αt，对母波函数αt做傅里叶变换可得函数α′t；S22：获取弱磁信号的基波函数，公式如下： 其中，为在[0,t]上对求积分；S23：对弱磁信号的母波函数αt做伸缩和平移变换，公式如下： 其中，αc,zt为经伸缩和平移变换后的弱磁信号；c为伸缩因子，z为平移因子；S24：弱磁信号的母波函数αt做小波变换处理后的替换函数βt的计算策略如下： 其中，βt为预留支管的磁化强度；所述被测预留支管的检测应力-磁导率梯度数据库的构建包括如下具体步骤：S31：对圆柱形铁质供热直埋管道的预留支管进行三维几何建模，其中，以管道起始端的横截面圆心为坐标系原点；x为预留支管热源输送方向，-x为热源输送的反方向；y为热源传输方向右侧的水平方向，-y为热源传输方向左侧的水平方向；z为热源传输方向朝上的竖直方向，-z为热源传输方向朝下的竖直方向；S32：计算不同方向应力对圆柱形铁质预留支管缺陷区域的梯度应力场公式如下： 其中，λ为预留支管铸铁材料的磁滞系数，ε1,ε2,ε3为伸缩常系数，βt为预留支管的磁化强度，μ0为支管的真空磁导率；Fout为预留支管受到的外部应力，Fin为预留支管受到的内部应力；θz,out为外部应力Fout与预留支管z方向所成的角度；θx,out为外部应力Fout与预留支管x方向所成的角度；θz,in为内部应力Fin与预留支管z方向所成的角度；θx,in为内部应力Fin与预留支管x方向所成的角度；F1为预留支管各个方向的外部应力，F2为预留支管各个方向的内部应力；α1,α2为内外应力的比例系数，为影响因素的耦合参数； 表示λ对βt的求导； 为管壁上点x,y,z外加应力场，为留支管缺陷区域的梯度应力场，WG为支管位置的地磁场；所述被测预留支管的弱磁-应力空间非弹性模型中弱磁信号βt与预留支管的相对磁导率μ1的关系如下式所示： 所述被测预留支管的弱磁-应力空间非弹性模型中弱磁信号βt与预留支管所受应力F的微分关系如下式所示： 其中，为βt对F求导；F为预留支管所受应力；σ为材料的应力系数；为弱磁信号的强度均值；C1,C2为内外应力的微分比例系数；所述被测预留支管的弱磁-应力空间非弹性模型进行模型补偿修正包括：a.环境温度对预留支管磁导率的影响如下式所示： 其中，μ2T为温度为T时，预留支管的磁导率；s为环境温度系数，为检测过程中环境温度均值；b.周围土壤酸碱度对预留支管磁导率的影响如下式所示： 其中，μ3p为土壤酸碱度PH＝p时，预留支管的磁导率；c.管道周围土壤湿度对预留支管磁导率的影响如下式所示：μ4e＝μ0*1+X*e；其中，μ4e为土壤湿度为e时，预留支管的磁导率；X为预留支管周围土壤的单位体积磁化率；所述弱磁-应力空间非弹性模型中的应力信号进行高维空间特征提取包括如下具体步骤：A61：构造应力场信号的高维平面空间，并确定分类平面核函数Dxi,yi的计算策略如下： 其中，xi为第i个应力信号输入应力场信号的高维平面的横坐标；yi为第i个应力信号输入应力场信号的高维平面的纵坐标； 为预留支管缺陷区域的应力场的几何变换向量；A62：将应力场信号的高维平面空间分为6大区域；其中，区域1为非应力致陷等级；区域2为轻微应力等级；区域3为一般应力等级；区域4为严重应力等级；区域5为特别重大应力等级；区域1和区域2的边界为δ0，区域2和区域3的边界为δ1，区域3和区域4的边界为δ2，区域4和区域5的边界为δ3；A63：确定区域识别函数如下式所示： A64：根据步骤A63，输出相对应的等级；当Dxi,yi≤δ0,Sxi,yi∈[0,0.25时，分类输出为非应力致陷等级；当δ0＜Dxi,yi≤δ1,Sxi,yi∈[0.25,0.5时，分类输出为轻微应力等级；当δ1＜Dxi,yi≤δ2,Sxi,yi∈[0.5,0.75时，分类输出为一般应力等级；当δ2＜Dxi,yi≤δ3,Sxi,yi∈[0.75,1.0时，分类输出为严重应力等级；当δ3＜Dxi,yi,Sxi,yi∈[1.0,∞时，分类输出为特别重大应力等级。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中磁数智(北京)科技有限公司 一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD