一种阀门质量检测方法及其检测系统与流程

本发明涉及材料检测领域，更具体地涉及一种阀门质量检测方法及其检测系统。

背景技术：

1、阀门质量检测是指对阀门进行各种测试和评估，通过检测和评估，确保阀门的质量达到设计和制造标准，从而保证阀门在使用过程中的可靠性、稳定性和安全性，及早发现和纠正安装问题，避免因阀门故障而导致的生产停工与设备损坏。

2、现有的阀门质量检测是首先进行阀门的外观检查，再通过气密性测试或水密性测试对阀门的密封性进行测试，若阀门出现问题则进行阀门的更换，以确保阀门可以正常使用，但是这种质量检测方法会导致，当出现阀体上的螺丝过紧导致的阀杆被抱死时，阀杆出现损坏，无法评估当前状况是否需要替换整个阀门，若替换整个阀门需要进行生产停工，且替换整个阀门会增加人力财力的耗费。

3、针对上述问题，本发明提出一种解决方案。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种阀门质量检测方法及其检测系统，以解决上述背景技术中存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种阀门质量检测方法，包括以下步骤：s001：根据阀门的形状和结构，将阀门分成n个均匀的子区块，记为阀门子区块，筛选出易腐蚀的阀门子区块，使用超声波检测设备实时对筛选出的阀门子区块的表面进行腐蚀程度的检测，其计算公式为，其中表示为腐蚀程度，表示为超声波检测测得的子区块的实际厚度，表示为子区块的初始厚度，并通过平均值算法，计算得到平均腐蚀系数，其计算公式为，其中表示为平均腐蚀系数，表示为筛选出子区块的数量，表示为第i个筛选出的子区块的腐蚀程度；

4、s002：采用等距离分割法将阀杆表面分割为m份区域，记为阀杆子区域，并计算得到每个阀杆子区域的裂纹特征系数；

5、s003：将裂纹特征系数作为特征，使用k均值聚类分析方法，对裂纹特征系数进行聚类，根据裂纹特征对每个阀杆子区域进行分组，并根据聚类结果计算出阀杆的表面损伤系数；

6、s004：采集维修成本与更换阀门成本，并计算得到更换成本系数；

7、s005：根据平均腐蚀系数、表面损伤系数以及更换成本系数，计算得到阀门替换指数，其计算公式为，其中表示为阀门替换指数，表示为平均腐蚀系数，表示为表面损伤系数，表示为更换成本系数，表示为平均腐蚀系数、表面损伤系数以及更换成本系数的权重系数，通过将阀门替换指数与预设阈值进行对比，对更换阀门还是维修阀门进行判断。

8、优选的，所述筛选出易腐蚀的阀门子区块步骤为：

9、使用超声波测厚仪对阀门的材料厚度进行检测，并统计每个阀门子区块的厚度；

10、通过数学建模和计算机模拟，对阀门部位的形状和尺寸进行准确的描述和分析，并计算出每个阀门子区块接触介质的表面积；

11、根据每个阀门子区块的厚度与个阀门子区块接触介质的表面积，计算得到抗腐蚀系数，其计算公式为，其中表示为抗腐蚀系数，表示为每个阀门子区块的厚度，表示为每个阀门子区块接触介质的表面积，将每个阀门子区块的抗腐蚀系数与预设阈值进行对比，筛选出抗腐蚀系数小于预设阈值的阀门子区块，记为易腐蚀的区域。

12、优选的，所述裂纹特征系数计算步骤为：

13、对每个阀杆子区域使用计算机视觉算法进行裂纹检测；

14、对检测到的裂纹进行特征提取，包括裂纹长度、裂纹宽度以及裂纹数量；

15、根据裂纹长度、宽度以及数量，计算得到裂纹特征系数，其计算公式为，其中表示为裂纹特征系数，表示为裂纹长度，表示为裂纹宽度，n表示为裂纹数量，表示为每个阀杆子区域的面积。

16、优选的，所述使用计算机视觉算法进行裂纹检测步骤为：

17、使用图像采集设备，采集得到阀杆各个区域清晰的图像；

18、对获取的图像进行灰度化、滤波以及边缘检测处理，以减少噪声提高图像质量；

19、使用边缘特征法从预处理后的图像中提取特征，通过检测图像中的边缘，提取出图像中物体的轮廓和边界特征；

20、使用边缘检测法进行裂纹检测，识别图像中的裂纹区域，并将其进行标记与记录。

21、优选的，所述使用k均值聚类分析方法，对裂纹特征系数进行聚类步骤为：

22、采集每个阀杆子区域的裂纹特征系数，并将每个阀杆子区域的裂纹特征系数记为数据点的特征向量，使用轮廓系数法确定聚类数；

23、随机在数据点的特征向量中选取对应聚类数的数据点的特征向量，作为初始聚类中心；

24、使用欧式距离法计算每个数据点的特征向量与每个初始聚类中心的距离，并将数据点的特征向量与距离最近的初始聚类中心分配一起，其计算公式为，其中表示为数据点的特征向量与聚类中心的距离，表示为数据点的特征向量，表示为聚类中心的特征向量；

25、遍历完所有的数据点的特征向量，分配完成后得到初始聚类簇；

26、通过平均值算法计算初始聚类簇新的聚类中心，重复上述聚类过程，直至聚类中心不再发生变化，并得到最终聚类簇与最终聚类中心。

27、优选的，所述根据聚类结果计算出阀杆的表面损伤系数步骤为：

28、根据数据点的特征向量总数量与最终聚类簇中的样本数量计算出每个最终聚类簇的权重，其计算公式为，其中表示为第i个最终聚类簇的权重，表示为每个最终聚类簇的样本数量，表示为数据点的特征向量总数量，且所有最终聚类簇的样本数量之和为；

29、根据最终聚类簇的中心与最终聚类簇的权重，计算得到表面损伤系数，其计算公式为，其中表示为表面损伤系数，k表示为聚类的数量，表示为第i个最终聚类簇的权重，表示为第i个聚类簇的聚类中心，所述聚类簇的聚类中心为最终聚类中心。

30、优选的，所述更换成本系数计算步骤为：

31、采集历史阀门维修所需费用，并进行根据均值计算，得到平均维修费用，所述维修费用包括人工费与材料费；

32、根据阀门型号采集更换阀门的费用，所述更换阀门的费用包括人工费、材料费以及停工造成的损失；

33、根据平均维修费用与更换阀门的费用计算得到更换成本系数，其计算公式为，其中表示为更换成本系数，表示为平均维修费用，表示为更换阀门的费用。

34、优选的，一种阀门质量检测系统，所述系统包括：

35、检测设备准备模块，用于采集阀门数据的检测设备，包括超声波检测设备、超声波测厚仪以及图像采集设备；

36、阀门数据采集模块，用于通过检测设备准备模块准备的设备对阀门各项数据进行采集；

37、阀门数据评估模块，用于对阀门数据采集模块采集的阀门各项数据进行综合分析；

38、阀门质量评估模块，用于根据阀门数据评估模块综合分析结果进行阀门更换决定。

39、本发明的技术效果和优点：

40、筛选出易腐蚀的阀门子区块，实时对筛选出的阀门子区块的表面进行腐蚀程度的检测，计算得到平均腐蚀系数，并计算得到每个阀杆子区域的裂纹特征系数，对裂纹特征系数进行聚类，根据聚类结果计算出阀杆的表面损伤系数，采集维修成本与更换阀门成本，并计算得到更换成本系数，综合评估得到阀门替换指数，对更换阀门还是维修阀门进行判断，有效提高了项目的进度速度，使发生阀杆损坏时可及时根据阀门情况对阀门的替换与维修进行判断，有效节约了项目成本。