基于TTAO-VMD和四次回波的管道残余厚度检测

摘要

在管道残余厚度检测过程中，存在噪声和遇小缺陷信号发生畸变的问题，导致检测结果不准确．基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)法的电磁超声信号降噪为了避免过分解或欠分解，需对其关键参数分解模态数K和惩罚因子α进行寻优．本文首次将三角拓扑聚合优化(triangulationtopologyaggregationoptimizer,TTAO)方法与变分模态分解法结合，通过TTAO算法对VMD算法中的最佳参数组合进行寻优，实现了两参数同步优化，再将最佳参数组合代入VMD算法进行分解，计算相关系数来选取合适的本征模态函数(intrinsicmodefunction,IMF)进行重构，得到处理后的信号．当管道内壁存在小缺陷时，会产生缺陷和底部两种回波．针对常规脉冲回波反射法对内壁出现尺寸小于换能线圈面积缺陷时回波信号发生畸变引起的残余厚度测量误差大的问题，提出了基于4次回波的管道残余厚度检测法，该方法通过对比一次、三次回波波包峰值时间间隔和二次、四次回波波包峰值时间间隔判断小缺陷的存在，进而区分缺陷回波与底部回波，并利用两段时间间隔差值计算出管道内壁缺陷深度，进而得出管道残余厚度值．通过实验对比脉冲反射法和基于TTAO-VMD和4次回波的管道残余厚度检测方法，结果表明无论是否存在小缺陷，本文提出的方法均可精确测量残余厚度，平均相对误差为0.28%.

关键词

无损检测 / 电磁超声 / 变分模态分解 / 残余厚度

基金资助

天津市重点研发计划资助项目(23YFZCSN00080)