面向在役管道缺陷的多通道漏磁信号抗干扰成像识别方法与流程

本发明涉及管道无损检测，尤其涉及面向在役管道缺陷的多通道漏磁信号抗干扰成像识别方法。

背景技术：

1、随着石油、天然气等长距离输送管道服役年限增加，管壁在介质腐蚀、应力作用及外部环境影响下容易产生腐蚀、局部金属损失等缺陷；漏磁检测通过对铁磁性管道进行磁化，并利用沿管道周向排列的多个漏磁检测通道采集缺陷位置产生的漏磁信号，能够在不破坏管道结构的情况下实现管壁缺陷检测；现有技术通常将不同漏磁检测通道采集的漏磁信号按照管道轴向位置和周向位置进行排列，并通过信号滤波、异常增强及漏磁成像等处理获得管壁缺陷分布信息，以进一步确定缺陷所在位置及其周向覆盖范围。

2、在役管道内部实际检测环境较为复杂，管道内壁的焊缝凸起、沉积物及附着物可能使相邻漏磁检测通道与管壁之间产生程度不同但空间连续的动态提离；当动态提离区域与周向扩展腐蚀或大面积金属损失区域发生空间重叠时，部分漏磁检测通道可能产生明显的整体背景偏移，同时真实缺陷对应的局部漏磁峰谷响应受到衰减，由此形成多个相邻通道共同异常但局部缺陷特征被削弱的状态；由于真实周向扩展缺陷本身同样具有跨多个相邻漏磁检测通道连续分布的特征，现有依据多通道共同变化、异常幅值或者空间连续性进行抗干扰处理的方法难以有效区分关联动态提离干扰与真实扩展型缺陷，容易造成真实缺陷响应被误削弱或者动态提离干扰被保留，进而影响在役管道缺陷漏磁成像的完整性及缺陷识别的可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的在役管道漏磁检测过程中，关联动态提离干扰与真实周向扩展缺陷均可形成跨相邻通道的连续异常，导致动态提离与真实缺陷发生空间重叠时难以准确区分，进而造成真实缺陷漏磁响应被误削弱或提离干扰被误保留的缺点，而提出的面向在役管道缺陷的多通道漏磁信号抗干扰成像识别方法。

2、为了解决现有技术存在的问题，本发明采用了如下技术方案：

3、面向在役管道缺陷的多通道漏磁信号抗干扰成像识别方法，包括：

4、采集沿管道周向排列的多个漏磁检测通道的漏磁信号，并按照管道轴向位置和漏磁检测通道的周向位置建立多通道漏磁信号矩阵；

5、从所述多通道漏磁信号矩阵中提取峰谷响应，将轴向范围相互重叠且周向连续相邻的峰谷响应关联形成跨通道响应组，并确定各漏磁检测通道的峰值和谷值；

6、根据所述峰值和谷值确定各漏磁检测通道的峰谷中线量和局部缺陷对比量，并分别形成共模变化序列和缺陷对比序列；

7、根据所述共模变化序列中峰谷中线量增大与所述缺陷对比序列中局部缺陷对比量减小相对应的反向变化确定反向塌缩通道区间；

8、根据所述反向塌缩通道区间两侧漏磁检测通道的峰谷中线量和局部缺陷对比量确定区间内各漏磁检测通道的参考中线量和参考缺陷对比量，并校正区间内漏磁信号，获得抗提离多通道漏磁信号矩阵；

9、根据所述抗提离多通道漏磁信号矩阵生成管壁漏磁图像并确定在役管道缺陷区域。

10、优选地，所述建立多通道漏磁信号矩阵，包括：

11、获取各漏磁检测通道的漏磁信号采样数据及各漏磁信号采样数据对应的检测装置轴向位置；

12、根据所述检测装置轴向位置，将不同漏磁检测通道的漏磁信号采样数据映射至统一的管道轴向位置坐标；

13、按照漏磁检测通道的周向排列位置和所述管道轴向位置坐标排列映射后的漏磁信号采样数据，获得所述多通道漏磁信号矩阵。

14、优选地，所述提取峰谷响应并形成跨通道响应组，包括：

15、沿管道轴向方向确定各漏磁检测通道中相邻漏磁信号采样数据之间的差值；

16、将所述差值由大于零变为小于零的位置确定为局部极大值位置，将所述差值由小于零变为大于零的位置确定为局部极小值位置，并根据轴向相邻的局部极大值位置和局部极小值位置形成峰谷响应；

17、将不同漏磁检测通道中轴向范围相互重叠且对应漏磁检测通道在周向上连续相邻的峰谷响应进行关联，形成所述跨通道响应组；

18、将各峰谷响应中的局部极大值和局部极小值分别确定为对应漏磁检测通道的峰值和谷值。

19、优选地，所述峰谷中线量为同一漏磁检测通道对应峰值和谷值的算术平均值，所述局部缺陷对比量为同一漏磁检测通道对应峰值和谷值之间的绝对差值。

20、优选地，所述形成共模变化序列和缺陷对比序列，包括：

21、按照所述跨通道响应组内漏磁检测通道的周向排列顺序排列各峰谷中线量，获得所述共模变化序列；

22、按照相同的漏磁检测通道周向排列顺序排列各局部缺陷对比量，获得所述缺陷对比序列。

23、优选地，所述确定反向塌缩通道区间之前，包括：

24、确定所述共模变化序列中最大峰谷中线量对应的漏磁检测通道以及所述缺陷对比序列中最小局部缺陷对比量对应的漏磁检测通道；

25、确定所述共模变化序列与所述缺陷对比序列之间的斯皮尔曼秩相关系数；

26、当最大峰谷中线量和最小局部缺陷对比量对应同一漏磁检测通道，且所述斯皮尔曼秩相关系数小于零时，将该漏磁检测通道确定为反向变化定位基准。

27、优选地，当所述共模变化序列中的最大峰谷中线量或者所述缺陷对比序列中的最小局部缺陷对比量对应多个漏磁检测通道时，包括：

28、分别形成最大峰谷中线量对应的第一漏磁检测通道集合和最小局部缺陷对比量对应的第二漏磁检测通道集合；

29、确定所述共模变化序列与所述缺陷对比序列之间的斯皮尔曼秩相关系数；

30、当所述斯皮尔曼秩相关系数小于零且所述第一漏磁检测通道集合与第二漏磁检测通道集合存在共同漏磁检测通道时，将所述共同漏磁检测通道所在的连续通道段确定为反向变化定位区域。

31、优选地，所述确定反向塌缩通道区间，包括：

32、由所述反向变化定位基准分别沿管道周向两侧检索所述共模变化序列中的最近局部低点，或者由所述反向变化定位区域的两端分别沿管道周向向外检索所述共模变化序列中的最近局部低点；

33、将峰谷中线量不大于周向两侧相邻漏磁检测通道对应峰谷中线量的漏磁检测通道确定为所述局部低点；

34、将两侧最近局部低点对应的漏磁检测通道之间的连续通道范围确定为所述反向塌缩通道区间。

35、优选地，所述校正区间内漏磁信号，包括：

36、以所述反向塌缩通道区间两侧边界漏磁检测通道的峰谷中线量为边界值，按照漏磁检测通道的周向排列位置进行线性插值，获得区间内部各漏磁检测通道的参考中线量；

37、以所述两侧边界漏磁检测通道的局部缺陷对比量为边界值，按照漏磁检测通道的周向排列位置进行线性插值，获得区间内部各漏磁检测通道的参考缺陷对比量；

38、确定各漏磁检测通道的参考缺陷对比量与对应局部缺陷对比量的比值，当所述比值大于一时将所述比值确定为缺陷对比恢复系数，当所述比值不大于一时将一确定为缺陷对比恢复系数；

39、将区间内部各漏磁检测通道的原漏磁信号与对应峰谷中线量之间的差值按照所述缺陷对比恢复系数进行幅值恢复，并将幅值恢复后的差值与对应参考中线量组合，获得校正后漏磁信号。

40、优选地，所述获得抗提离多通道漏磁信号矩阵并确定在役管道缺陷区域，包括：

41、保持所述反向塌缩通道区间之外的漏磁信号不变，将所述反向塌缩通道区间内的校正后漏磁信号与所述反向塌缩通道区间之外的漏磁信号按照漏磁检测通道的周向排列位置重新组合，获得所述抗提离多通道漏磁信号矩阵；

42、按照管道轴向位置和漏磁检测通道的周向排列位置将所述抗提离多通道漏磁信号矩阵映射为所述管壁漏磁图像；

43、从所述抗提离多通道漏磁信号矩阵中提取恢复后的峰谷响应，将轴向范围相互重叠且对应漏磁检测通道在周向上连续相邻的恢复后峰谷响应在所述管壁漏磁图像中的连通映射区域确定为所述在役管道缺陷区域；

44、根据所述在役管道缺陷区域对应的管道轴向位置和覆盖的漏磁检测通道，确定缺陷轴向位置和缺陷周向覆盖范围。

45、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

46、1、本发明通过对多个周向漏磁检测通道中的峰谷响应进行关联，并分别构建表征整体漏磁信号偏移的共模变化序列和表征局部缺陷起伏程度的缺陷对比序列，利用二者在相邻漏磁检测通道之间形成的反向变化关系确定反向塌缩通道区间，从而能够针对焊缝凸起、沉积物及附着物等引起的动态提离与真实周向扩展缺陷发生空间重叠的特殊工况进行识别，避免仅依据多通道共同异常或者空间连续性将真实扩展型缺陷误判为共模干扰，提高关联动态提离干扰与真实管壁缺陷之间的区分能力。

47、2、本发明在确定反向塌缩通道区间后，以该区间两侧实际漏磁响应作为局部连续参考，对区间内部的峰谷中线偏移和局部缺陷对比衰减分别进行校正，并保持未满足反向塌缩条件的漏磁信号不变，从而在抑制动态提离影响的同时保留真实周向扩展缺陷的跨通道连续漏磁；进一步结合无缺陷校准获得的背景峰谷上限形成有效缺陷区域，可降低普通背景波动造成的误识别，提高在役管道缺陷漏磁成像的连续性、完整性以及缺陷位置和周向覆盖范围识别的可靠性。