本發(fā)明屬于無(wú)損檢測(cè)信號(hào)處理，尤其涉及一種缺陷尺寸量化方法。

背景技術(shù)：

1、絕緣構(gòu)件被廣泛應(yīng)用于油氣勘探、開采、運(yùn)輸、加工及存儲(chǔ)過(guò)程中，然而受腐蝕、使用磨損等因素的影響，絕緣構(gòu)件失效問(wèn)題廣泛存在，因此需要對(duì)絕緣材質(zhì)、尤其是高衰減材質(zhì)進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)。

2、其中，電容成像檢測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣構(gòu)件檢測(cè)的一項(xiàng)可行解決方案。發(fā)明人在進(jìn)一步研究后發(fā)現(xiàn)，在電容成像檢測(cè)技術(shù)發(fā)展初期，受限于理論知識(shí)和數(shù)據(jù)處理能力，只能對(duì)絕緣構(gòu)件缺陷的存在和位置進(jìn)行判斷。通常是將電容成像檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)可視化方法轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)圖像，通過(guò)繪制出圖像曲線來(lái)判斷缺陷的存在。而對(duì)于缺陷的具體尺寸，只能通過(guò)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，缺乏相關(guān)理論支持，可靠度低。然而隨著工業(yè)生產(chǎn)需求的逐步提高，僅僅對(duì)缺陷的存在和位置進(jìn)行判斷已經(jīng)無(wú)法滿足工業(yè)應(yīng)用需求，缺陷尺寸參數(shù)量化的準(zhǔn)確性和效率逐漸成為一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)，數(shù)據(jù)處理時(shí)要求對(duì)絕緣構(gòu)件缺陷進(jìn)行高精度的量化，其向缺陷尺寸參數(shù)量化方向發(fā)展的必要性和重要性愈發(fā)明顯。因此，有必要提出一種可以有效解決上述技術(shù)問(wèn)題的缺陷尺寸參數(shù)量化方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種缺陷尺寸量化方法，該種缺陷尺寸量化方法基于電容成像技術(shù)，通過(guò)矩形雙電極傳感設(shè)備對(duì)待測(cè)絕緣構(gòu)件的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)得到的檢測(cè)信號(hào)求一階導(dǎo)數(shù)；進(jìn)一步通過(guò)判斷一階導(dǎo)數(shù)極大值點(diǎn)、極小值點(diǎn)（位置）與雙電極間距之間的關(guān)系，從而準(zhǔn)確判斷待測(cè)絕緣構(gòu)件缺陷的長(zhǎng)度、寬度參數(shù)尺寸。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種缺陷尺寸量化方法，包括有如下步驟：

4、步驟s101：確定缺陷尺寸量化方法所使用的電極傳感設(shè)備的性能參數(shù)；

5、步驟s102：沿方向?qū)Υ郎y(cè)絕緣構(gòu)件進(jìn)行掃描檢測(cè)，得到一維線掃描信號(hào)；對(duì)一維線掃描信號(hào)求一階導(dǎo)數(shù)，得到一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)；

6、步驟s103：沿方向?qū)Υ郎y(cè)絕緣構(gòu)件進(jìn)行掃描檢測(cè)，得到一維線掃描信號(hào)；對(duì)一維線掃描信號(hào)求一階導(dǎo)數(shù)，得到一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)?；

7、步驟s104：判斷一維線掃描信號(hào)、一維線掃描信號(hào)中是否存在有下凹區(qū)域；

8、步驟s105：若一維線掃描信號(hào)、一維線掃描信號(hào)中均不存在有下凹區(qū)域，則判定待測(cè)絕緣構(gòu)件中不存在有缺陷。

9、較為優(yōu)選的，步驟s104中判斷一維線掃描信號(hào)、一維線掃描信號(hào)中是否存在有下凹區(qū)域的過(guò)程，具體可描述為：

10、統(tǒng)計(jì)一維線掃描信號(hào)中的所有信號(hào)值，將各信號(hào)值中的第一個(gè)信號(hào)值記作，將各信號(hào)值中的最小信號(hào)值記作；

11、計(jì)算得到一維線掃描信號(hào)信號(hào)值變化率；其中，一維線掃描信號(hào)信號(hào)值變化率，滿足：；

12、當(dāng)一維線掃描信號(hào)信號(hào)值變化率不大于第一預(yù)設(shè)參數(shù)時(shí)，判定一維線掃描信號(hào)中不存在有下凹區(qū)域；反之，則判定一維線掃描信號(hào)中存在有下凹區(qū)域；

13、統(tǒng)計(jì)一維線掃描信號(hào)中的所有信號(hào)值，將各信號(hào)值中的第一個(gè)信號(hào)值記作，將各信號(hào)值中的最小信號(hào)值記作；

14、計(jì)算得到一維線掃描信號(hào)信號(hào)值變化率；其中，一維線掃描信號(hào)信號(hào)值變化率，滿足：

15、；

16、當(dāng)一維線掃描信號(hào)信號(hào)值變化率不大于第二預(yù)設(shè)參數(shù)時(shí)，判定一維線掃描信號(hào)中不存在有下凹區(qū)域；反之，則判定一維線掃描信號(hào)中存在有下凹區(qū)域。

17、較為優(yōu)選的，還包括有：步驟s106：若一維線掃描信號(hào)中存在有下凹區(qū)域，則待測(cè)絕緣構(gòu)件中缺陷長(zhǎng)度，滿足：?式（1）；

18、其式（1）中，為一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)中極大值點(diǎn)和極小值點(diǎn)之間的距離；為電極傳感設(shè)備中相鄰電極極板之間的間距。

19、較為優(yōu)選的，還包括有：步驟s107：若一維線掃描信號(hào)中存在有下凹區(qū)域，則待測(cè)絕緣構(gòu)件中缺陷寬度，滿足：?式（2）；

20、其式（2）中，為一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)中極大值點(diǎn)和極小值點(diǎn)之間的距離。

21、較為優(yōu)選的，所述步驟s101中所使用的電極傳感設(shè)備由兩個(gè)尺寸參數(shù)相同的矩形電極構(gòu)成；

22、其中，矩形電極的寬度不小于，矩形電極的長(zhǎng)度選擇為，相鄰電極極板之間的間距選擇為。

23、較為優(yōu)選的，電極傳感設(shè)備中還包括有：設(shè)置在相鄰矩形電極之間的屏蔽層；

24、所述屏蔽層接地設(shè)置，用于屏蔽相鄰矩形電極之間的信號(hào)干擾。

25、本發(fā)明提供了一種缺陷尺寸量化方法，該種缺陷尺寸量化方法包括有入選步驟：步驟s101：確定缺陷尺寸量化方法所使用的電極傳感設(shè)備的性能參數(shù)；步驟s102：沿方向?qū)Υ郎y(cè)絕緣構(gòu)件進(jìn)行掃描檢測(cè)，得到一維線掃描信號(hào)；對(duì)一維線掃描信號(hào)求一階導(dǎo)數(shù)，得到一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)；步驟s103：沿方向?qū)Υ郎y(cè)絕緣構(gòu)件進(jìn)行掃描檢測(cè)，得到一維線掃描信號(hào)；對(duì)一維線掃描信號(hào)求一階導(dǎo)數(shù)，得到一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)；步驟s104：判斷一維線掃描信號(hào)、一維線掃描信號(hào)中是否存在有下凹區(qū)域；步驟s105：若一維線掃描信號(hào)、一維線掃描信號(hào)中均不存在有下凹區(qū)域，則判定待測(cè)絕緣構(gòu)件中不存在有缺陷；步驟s106：若一維線掃描信號(hào)中存在有下凹區(qū)域，則待測(cè)絕緣構(gòu)件中缺陷長(zhǎng)度，滿足：?式（1）；步驟s107：若一維線掃描信號(hào)中存在有下凹區(qū)域，則待測(cè)絕緣構(gòu)件中缺陷寬度，滿足：?式（2）。

26、具有上述步驟特征的一種缺陷尺寸量化方法，其相比于現(xiàn)有技術(shù)而言，至少具備有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

27、1）、填補(bǔ)了現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)中針對(duì)缺陷尺寸量化的技術(shù)空白，可以準(zhǔn)確的計(jì)算出缺陷的長(zhǎng)度和寬度；

28、2）、可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速對(duì)待測(cè)絕緣構(gòu)件的原位檢測(cè)及缺陷尺寸參數(shù)量化，且無(wú)需破壞待測(cè)絕緣構(gòu)件試樣進(jìn)行取樣；

29、3）、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性較好，缺陷計(jì)算結(jié)果受提離效應(yīng)等因素影響較小，可有效降低缺陷尺寸參數(shù)量化過(guò)程中的誤差；

30、4）、缺陷尺寸量化過(guò)程具有較為廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開口缺陷或隱藏缺陷的檢測(cè)，并且還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)度與寬度兩個(gè)方向上的缺陷檢測(cè)，且不受提離的影響。

技術(shù)特征：

1.一種缺陷尺寸量化方法，其特征在于，包括有如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種缺陷尺寸量化方法，其特征在于，所述步驟s104中判斷一維線掃描信號(hào)、一維線掃描信號(hào)中是否存在有下凹區(qū)域的過(guò)程，具體可描述為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種缺陷尺寸量化方法，其特征在于，還包括有：步驟s106：若一維線掃描信號(hào)中存在有下凹區(qū)域，則待測(cè)絕緣構(gòu)件中缺陷長(zhǎng)度，滿足：?式（1）；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種缺陷尺寸量化方法，其特征在于，還包括有：步驟s107：若一維線掃描信號(hào)中存在有下凹區(qū)域，則待測(cè)絕緣構(gòu)件中缺陷寬度，滿足：?式（2）；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種缺陷尺寸量化方法，其特征在于，所述步驟s101中所使用的電極傳感設(shè)備由兩個(gè)尺寸參數(shù)相同的矩形電極構(gòu)成；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種缺陷尺寸量化方法，其特征在于，電極傳感設(shè)備中還包括有：設(shè)置在相鄰矩形電極之間的屏蔽層；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于無(wú)損檢測(cè)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種缺陷尺寸量化方法。該種缺陷尺寸量化方法通過(guò)矩形雙電極傳感設(shè)備對(duì)待測(cè)絕緣構(gòu)件的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)得到的檢測(cè)信號(hào)求一階導(dǎo)數(shù)，從而準(zhǔn)確判斷待測(cè)絕緣構(gòu)件缺陷的長(zhǎng)度、寬度參數(shù)尺寸。一種缺陷尺寸量化方法，包括有如下步驟：確定缺陷尺寸量化方法所使用的電極傳感設(shè)備的性能參數(shù)；沿方向?qū)Υ郎y(cè)絕緣構(gòu)件進(jìn)行掃描檢測(cè)，得到一維線掃描信號(hào)；求導(dǎo)得到一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)；沿方向?qū)Υ郎y(cè)絕緣構(gòu)件進(jìn)行掃描檢測(cè)，得到一維線掃描信號(hào)；求導(dǎo)得到一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)；判斷一維線掃描信號(hào)、一維線掃描信號(hào)中是否存在有下凹區(qū)域。

技術(shù)研發(fā)人員：殷曉康,范國(guó)軍,趙明睿,韓宗凱,范瑞祥,馬鵬程,張辰鈺,黃家興,李偉,袁新安,李肖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油大學(xué)（華東）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30