一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法及应用与流程

本发明涉及无损检测信号处理，尤其是一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法及应用。

背景技术：

1、聚氨酯保温管是一种新型的保温材料，具有优异的保温性能和耐久性，被广泛应用于各种管道和设备的保温工程中。在石油、化工、电力、冶金等工业领域，管道是重要的输送和加工设备，需要对其进行保温以确保流体的温度和质量，聚氨酯保温管可以有效地降低管道的热损失，提高输送效率和节能效果；在冷藏、冷冻设备中，聚氨酯保温管可以作为保温材料使用，有效地保持设备内部的低温度，避免温度波动对冷藏品质量的影响；在地热能利用系统中，聚氨酯保温管可以作为地源热泵系统中的地埋管道保温材料，有效地提高地热能的利用效率。

2、对于聚氨酯保温管道，工作管是聚氨酯保温管的核心部分，如果工作管出现缺陷，就会导致管道的保温性能下降，甚至无法保温；保温层是聚氨酯保温管的重要组成部分，如果保温层出现缺陷，就会导致管道的保温性能下降；保护层是聚氨酯保温管的外层，主要起到保护管道和保温层的作用，如果保护层出现缺陷，就会导致管道的保温层受到损害，从而影响管道的保温性能和使用寿命。对聚氨酯保温管中的工作管缺陷、保温层缺陷和保护层缺陷进行对比区分，有助于采取合理维修方案，及早排除安全隐患，这对保障聚氨酯保温管应用领域安全及延长聚氨酯保温管使用寿命具有重要意义。

3、电容成像检测技术是一种新型的无损检测技术，它能对绝缘材料缺陷和金属材料缺陷进行有效检测。电容成像检测技术的提离效应是指当基于电容成像检测技术的电容传感器采用不同提离高度检测被测试件时，电容传感器会获取被测试件内更多的物理特征。目前，利用电容成像检测技术间距效应虽能对比区分聚氨酯保温管三种介质层缺陷，但这种区分方法存在以下问题：(1)需要制作加工具有多个工作电极间距的电容传感器，极大地增加了检测成本；(2)使用多个工作电极间距电容传感器检测被测试件时，难以保持相同的检测条件，易造成检测结果不准确，从而对聚氨酯保温管三种介质层缺陷区分产生误判。

4、因此，针对聚氨酯保温管中保护层缺陷、保温层缺陷和工作管缺陷等三种介质层缺陷，有必要提出一种利用单个电容传感器准确区分上述缺陷的方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法及应用。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于提离效应的基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法，包括如下步骤：

3、步骤1，接收输入的不同提离高度下的电容成像检测信号；

4、步骤2，对步骤1所得的电容成像检测信号求畸变率ayn，并判断|ayn|是否大于等于预设阈值pn，若否，则判定三种介质缺陷不存在，若是，则判定缺陷存在；

5、步骤3，判定缺陷存在后，提取缺陷中心处的畸变率为byn，并在同一提离高度绘制byn曲线簇图；

6、步骤4，判断byn曲线簇是否具有单调性；如果否，则判定不属于单一介质层缺陷；如果是，则进行下一步判断；

7、步骤5，单调递增的byn曲线簇为保护层缺陷；判断单调递减的byn曲线簇是否存在相交的byn曲线；如果是，判定在byn曲线簇相交点左侧数值较大的byn曲线为工作管缺陷，数值较小的byn曲线为保温层缺陷，如果否，则进行下一步；

8、步骤6，根据byn曲线簇与保护层缺陷对应的byn曲线是否相交进行分类，其中保护层缺陷对应的byn曲线为前面已判别出的保护层缺陷的byn曲线；相交的byn曲线为工作管缺陷；不相交的byn曲线为保温层缺陷。

9、上述的一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法，所述步骤1中不同提离高度下的电容成像检测信号包括有限个连续增大的提离高度下的电容传感器检测含三种介质层缺陷聚氨酯保温管的检测信号yn和不同提离高度下的电容传感器检测无缺陷聚氨酯保温管的检测信号ysn。

10、上述的一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法，所述步骤2中畸变率ayn＝(yn-ysn)/ysn，所述缺陷中心处的byn为畸变率的极大值或极小值，所述byn曲线簇图由离散的畸变率byn拟合而成。

11、上述的一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法，所述步骤2中预设阈值pn是根据电容成像检测技术对最小体缺陷检测结果的畸变率绝对值设置预设阈值pn。

12、上述的一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法，所述步骤2中畸变率ryn、步骤3中缺陷中心处的畸变率byn、步骤4中判断byn曲线簇是否具有单调性均借助excel软件、labview软件、mathtype软件、matlab软件、python软件同时进行求取，以确保求取的准确性。

13、上述的一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法的应用，应用于多个提离高度下对含三种介质层缺陷的聚氨酯保温管进行缺陷判断。

14、本发明的有益效果是，本发明提供的方法能利用单个电容传感器准确区分三种介质层缺陷，通过判断畸变率曲线簇是否具有单调性、根据单调递增趋势和单调递减趋势对畸变率曲线簇进行分类、判断单调递减的畸变率曲线簇是否存在相交的畸变率曲线以及根据畸变率曲线簇与保护层缺陷对应的畸变率曲线是否相交进行分类，从而实现聚氨酯保温管三种介质层缺陷的对比区分。

技术特征：

1.一种基于提离效应的基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法，其特征在于，所述步骤1中不同提离高度下的电容成像检测信号包括有限个连续增大的提离高度下的电容传感器检测含三种介质层缺陷聚氨酯保温管的检测信号yn和不同提离高度下的电容传感器检测无缺陷聚氨酯保温管的检测信号ysn。

3.根据权利要求2所述的一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法，其特征在于，所述步骤2中畸变率ayn＝(yn-ysn)/ysn，所述缺陷中心处的byn为畸变率的极大值或极小值，所述byn曲线簇图由离散的畸变率byn拟合而成。

4.根据权利要求1所述的一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法，其特征在于，所述步骤2中预设阈值pn是根据电容成像检测技术对最小体缺陷检测结果的畸变率绝对值设置预设阈值pn。

5.根据权利要求1所述的一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法，其特征在于，所述步骤2中畸变率ryn、步骤3中缺陷中心处的畸变率byn、步骤4中判断byn曲线簇是否具有单调性均借助excel软件、labview软件、mathtype软件、matlab软件、python软件同时进行求取，以确保求取的准确性。

6.基于权利要求1-5任一项所述的一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法的应用，其特征在于，应用于多个提离高度下对含三种介质层缺陷的聚氨酯保温管进行缺陷判断。

技术总结
本发明公开了一种基于提离效应的聚氨酯保温管介质层缺陷对比方法及应用，包括接收输入的不同提离高度下的电容成像检测信号；求畸变率，并判断是否大于等于预设阈值，若是，则判定缺陷存在；提取缺陷中心处的畸变率，并在同一提离高度绘制曲线簇图；判断曲线簇是否具有单调性；若是，单调递增的曲线簇为保护层缺陷；判断单调递减的曲线簇是否存在相交的曲线；若是，判定在曲线簇相交点左侧数值较大的曲线为工作管缺陷，数值较小的曲线为保温层缺陷，若否，根据曲线簇与保护层缺陷对应的曲线是否相交进行分类，其中相交的曲线为工作管缺陷；不相交的曲线为保温层缺陷。本发明能利用单个电容传感器准确区分三种介质层缺陷，节约检测成本。

技术研发人员：李振,马哲,殷晓康,常琳,张丛,王言哲,张永波,王继业
受保护的技术使用者：山东省海洋科学研究院（青岛国家海洋科学研究中心）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14