一种基于受热面管检测三维可视化的缺陷定位方法及系统与流程
本发明涉及图像数据处理与三维可视化建模，特别涉及一种基于受热面管检测三维可视化的缺陷定位方法、系统。
背景技术：
1、火力发电厂锅炉过热器、再热器等受热面管排长期处于高温烟气冲刷、蒸汽换热和周期性吹灰环境中，管排数量多、空间排列密集，且不同管段之间存在层序遮挡和检修可达性差异。尤其在长伸缩式蒸汽吹灰器喷吹覆盖边界区域，受喷嘴旋转扫掠、枪管热态下垂、管屏热膨胀外鼓以及相邻管段遮挡影响，管壁损伤响应可能在相邻管段之间呈现轴向位置和周向位置逐步错开的斜带状分布。机组停机检修期间，检测人员通常需要对上述区域进行多通道检测并形成大量检测响应数据，如何将检测响应准确对应到受热面管排三维空间中的具体管段、轴向位置和周向方位，成为影响缺陷定位准确性和检修判断可靠性的关键技术问题。
2、现有受热面管检测结果通常以二维波形图、单管展开图、c扫描图或检测清单形式呈现，检测人员主要依据管段编号、扫查起点、轴向距离和经验判断确定缺陷位置；该类方式难以表达吹灰器喷吹覆盖边界区域中相邻管段之间的空间错位关系，也难以区分同一喷吹作用边界形成的连续损伤与多个孤立异常响应；当管屏热态运行后产生空间偏移、扫查速度不均匀或不同检修周期的扫查基准不一致时，二维检测结果容易造成缺陷管段归属不准、周向位置标注偏差和跨周期缺陷对齐错误，进而影响受热面管缺陷的三维可视化展示和后续检修决策。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本技术的实施例提供了一种基于受热面管检测三维可视化的缺陷定位方法，包括以下步骤：
2、s1、获取受热面管排结构数据和吹灰器喷嘴冷态安装数据，构建受热面管排三维表面模型，并确定冷态吹灰边界基准坐标；
3、s2、获取多通道检测响应和扫查位移，将多通道检测响应与扫查位移对应，生成管壁展开响应图像；
4、s3、从管壁展开响应图像中提取异常响应候选区域，并计算异常响应候选区域的加权中心；
5、s4、基于相邻管段的加权中心随管段层序产生的轴向错位和周向错位，识别热态喷吹边界斜带错相模型；
6、s5、根据热态喷吹边界斜带错相模型与冷态吹灰边界基准坐标确定缺陷三维定位点、归属距离和斜带归一坐标；
7、s6、基于三维缺陷定位点、归属距离、斜带归一坐标以及受热面管排三维表面模型，生成三维可视化缺陷定位结果。
8、结合第一方面，构建受热面管排三维表面模型，并确定冷态吹灰边界基准坐标，包括：
9、所述受热面管排结构数据包括管段编号、管径、管心线、节距和排列层序，所述吹灰器喷嘴冷态安装数据包括喷嘴出口基准点和喷射方向；
10、根据管心线、管径和排列层序建立每根受热面管的三维表面模型；
11、根据喷嘴出口基准点和喷射方向确定冷态喷射中心线；
12、计算冷态喷射中心线与每根受热面管三维表面模型之间的最近作用位置；
13、将最近作用位置对应的轴向坐标和周向角度作为冷态吹灰边界基准坐标。
14、结合第一方面，获取多通道检测响应和扫查位移，将多通道检测响应与扫查位移对应，生成管壁展开响应图像，包括：
15、获取随动编码器记录的扫查位移序列，并根据扫查位移序列将检测时刻对应到受热面管轴向位置；
16、获取多通道检测响应序列，并将各检测通道对应到受热面管周向角度；
17、以所述受热面管轴向位置和所述受热面管周向角度为图像坐标，以多通道检测响应值为图像灰度值，形成管壁展开响应图像；
18、对管壁展开响应图像中的响应值进行基于中位值和中位绝对偏差的归一化处理，得到归一化后的管壁展开响应图像。
19、结合第一方面，从管壁展开响应图像中提取异常响应候选区域，并计算异常响应候选区域的加权中心，包括：
20、根据管壁展开响应图像中响应值连续分布的局部异常区域得到异常响应候选区域；
21、对每个异常响应候选区域内的响应值求和，得到响应权重；
22、计算每个异常响应候选区域的异常响应候选区域面积；
23、基于异常响应候选区域内各图像位置的响应值，计算轴向加权中心和周向加权中心，并将所述轴向加权中心和所述周向加权中心作为识别热态喷吹边界斜带错相模型的候选中心。
24、结合第一方面，基于相邻管段的加权中心随管段层序产生的轴向错位和周向错位，识别热态喷吹边界斜带错相模型，包括：
25、将所述候选中心转换为由轴向位置和周向弧长位置组成的管屏展开坐标；
26、对靠近吹灰器喷吹覆盖边界的相邻管段，建立随管段层序变化的斜带错相模型，所述斜带错相模型包括轴向错相分量和周向错相分量；
27、从每根受热面管的异常响应候选区域中选择候选中心，并以所述候选中心到斜带错相模型的距离误差经响应权重加权后的结果最小为目标，拟合斜带错相模型的初始参数；
28、建立同相模型，所述同相模型表示相邻管段的候选中心不随管段层序产生轴向错相分量和周向错相分量；
29、分别计算斜带错相模型和同相模型的残差平方和；
30、根据残差平方和、模型参数数量和参与拟合的候选中心数量分别计算斜带错相模型的信息准则值和同相模型的信息准则值；
31、当斜带错相模型的信息准则值小于同相模型的信息准则值时，将斜带错相模型作为热态喷吹边界斜带错相模型。
32、结合第一方面，根据热态喷吹边界斜带错相模型与冷态吹灰边界基准坐标确定缺陷三维定位点、归属距离和斜带归一坐标，包括：
33、根据热态喷吹边界斜带错相模型在对应管段上的预测轴向位置和预测周向弧长位置，以及冷态吹灰边界基准坐标，计算热态斜带相对于冷态吹灰边界的错相偏移量；
34、根据异常响应候选区域的轴向加权中心和周向加权中心，在受热面管排三维表面模型中生成缺陷三维定位点；
35、计算异常响应候选区域与热态喷吹边界斜带错相模型之间的归属距离；
36、根据热态喷吹边界斜带错相模型的轴向错相分量和周向错相分量形成斜带方向向量；
37、将异常响应候选区域的管段层序、轴向加权中心和周向弧长位置组成三维管屏参数点；
38、将所述三维管屏参数点投影到斜带方向向量上，得到斜带归一坐标。
39、结合第一方面，基于三维缺陷定位点、归属距离、斜带归一坐标以及受热面管排三维表面模型，生成三维可视化缺陷定位结果，包括：
40、将热态喷吹边界斜带错相模型在各管段上的预测轴向位置和预测周向角度映射到受热面管排三维表面模型，生成热态喷吹边界斜带标注点；
41、连接相邻管段的热态喷吹边界斜带标注点，生成热态喷吹边界斜带；
42、根据缺陷三维定位点显示缺陷位置，根据归属距离生成缺陷与热态喷吹边界斜带的关联强度，所述归属距离越小，所述关联强度越大；
43、输出包含缺陷三维定位点、热态喷吹边界斜带、错相偏移量、归属距离、关联强度和斜带归一坐标的三维可视化缺陷定位结果。
44、结合第一方面，在存在多个检测周期的情况下，根据斜带归一坐标对不同检测周期中的缺陷进行对齐；获取同一斜带归一坐标对应的异常响应候选区域面积和检测时间；根据相邻检测周期的异常响应候选区域面积差值与检测时间差值，得到缺陷扩展速率；将缺陷扩展速率加入三维可视化缺陷定位结果。
45、本公开的第二方面，提供一种基于受热面管检测三维可视化的缺陷定位系统，包括：
46、模型基准构建模块，用于获取受热面管排结构数据和吹灰器喷嘴冷态安装数据，构建受热面管排三维表面模型，并确定冷态吹灰边界基准坐标；
47、管壁展开成像模块，用于获取多通道检测响应和扫查位移，将多通道检测响应与扫查位移对应，生成管壁展开响应图像；
48、异常区域提取模块，用于从管壁展开响应图像中提取异常响应候选区域，并计算异常响应候选区域的加权中心；
49、斜带错相识别模块，用于基于相邻管段的加权中心随管段层序产生的轴向错位和周向错位，识别热态喷吹边界斜带错相模型；
50、缺陷三维定位模块，用于根据热态喷吹边界斜带错相模型与冷态吹灰边界基准坐标确定缺陷三维定位点、归属距离和斜带归一坐标；
51、可视化模块，用于基于三维缺陷定位点、归属距离、斜带归一坐标以及受热面管排三维表面模型，生成三维可视化缺陷定位结果。
52、本公开的第三方面，提供一种电子设备，包括：
53、一个或多个处理器；
54、存储单元，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现根据所述方法。
55、有益效果：本公开提供的一种基于受热面管检测三维可视化的缺陷定位方法、系统，通过获取受热面管排结构数据、吹灰器喷嘴冷态安装数据以及多通道检测响应和扫查位移，构建受热面管排三维表面模型并生成管壁展开响应图像，将检测数据转化为具有轴向位置、周向位置和管段层序关系的空间化数据，同时从管壁展开响应图像中提取异常响应候选区域的加权中心，基于相邻管段加权中心随管段层序产生的轴向错位和周向错位识别热态喷吹边界斜带错相模型，进而确定缺陷三维定位点、归属距离和斜带归一坐标，最终生成包含缺陷位置和热态喷吹边界斜带的三维可视化结果，从而将检测异常响应准确对应到具体管段和三维空间坐标，有效减少因扫查速度不均匀、管段排列密集及二维显示信息不足造成的缺陷定位偏差，区分同一喷吹作用边界形成的连续损伤与孤立异常响应，降低缺陷管段归属错误、周向标注偏差和跨周期对齐误差，使检修人员能够直观查看缺陷空间分布及变化趋势，显著提高受热面管排缺陷空间定位、跨周期对齐的准确性和检修判断的可靠性。