基于模糊綜合評(píng)判的金屬管道裂紋狀態(tài)識(shí)別.pdf

1、在石油、天然氣、水利等行業(yè)里，管道運(yùn)輸是特別重要的運(yùn)輸方式，這是一種復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)，而金屬管道是這種系統(tǒng)中重要的輸送設(shè)施，它所面臨的重要問題就是金屬管道的破裂，這也是金屬管道失效的主要形式。本文確定以金屬管道裂紋為研究對(duì)象，致力于應(yīng)用聲發(fā)射(AE--Acoustic Emission)技術(shù)提取金屬管道裂紋聲發(fā)射信號(hào)，利用現(xiàn)代先進(jìn)的方法對(duì)AE信號(hào)進(jìn)行分析處理，并提取信號(hào)的特征參數(shù)，而后運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法對(duì)金屬管道裂紋的三種狀態(tài)（無裂紋、擴(kuò)

2、展裂紋、泄漏裂紋）進(jìn)行識(shí)別判斷，最后結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)去驗(yàn)證結(jié)果的可行性。本課題的主要內(nèi)容如下:
　　首先，本文介紹了聲發(fā)射的基本知識(shí)和概念，確定應(yīng)用聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)來采集金屬管道裂紋的AE信號(hào)。在聲發(fā)射信號(hào)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上去分析金屬管道裂紋主要三種狀態(tài)及其AE信號(hào)的特點(diǎn)，并提出AE信號(hào)采集及信號(hào)處理方案。
　　其次，本文介紹了金屬管道裂紋的AE信號(hào)濾波技術(shù)，重點(diǎn)闡述了中值濾波法和小波濾波法的基本原理及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，從而確定本研究

3、在應(yīng)用Matlab軟件工具的基礎(chǔ)上對(duì)AE信號(hào)的濾波技術(shù)為中值-小波閾值濾波法。先用中值濾波法對(duì)采集到的AE信號(hào)濾波，再根據(jù)閾值、小波基的選取準(zhǔn)則，以db4作為小波基函數(shù)對(duì)AE信號(hào)進(jìn)行小波分解（共3層）的閾值濾波，從而完成對(duì)AE信號(hào)的濾波;然后以小波基函數(shù)db4，確定以小波包分解法對(duì)濾波后的金屬管道裂紋AE信號(hào)進(jìn)行3層小波包分解，用來提取各小波包節(jié)點(diǎn)的能量系數(shù)，應(yīng)用這種方法提取AE信號(hào)的特征參數(shù)。
　　再次，本文介紹了時(shí)間序列、應(yīng)用

4、時(shí)序分析法提取金屬管道裂紋AE信號(hào)的特征參數(shù)等理論知識(shí)，從而建立模糊綜合評(píng)判的隸屬函數(shù)，借助Matlab軟件工具，確定本研究的因素集為所提取的特征參數(shù)-能量值，評(píng)價(jià)集為三種狀態(tài)（無裂紋、擴(kuò)展裂紋、泄漏裂紋），權(quán)重集為能量值的歸一化值，并建立五種模糊綜合評(píng)判模型對(duì)狀態(tài)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行評(píng)判，應(yīng)用最大隸屬度原則對(duì)評(píng)判結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判別出金屬管道是否有裂紋及其狀態(tài)。
　　最后，建立實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來驗(yàn)證本研究在生產(chǎn)實(shí)踐中的可行性。按照本課題確定的

5、理論研究方法對(duì)實(shí)驗(yàn)中采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，從而得到裂紋三種狀態(tài)（無裂紋、擴(kuò)展裂紋、泄漏裂紋）AE信號(hào)的特征參數(shù)，應(yīng)用Matlab軟件工具，得到信號(hào)分布圖，分析了三種狀態(tài)下信號(hào)各自的特點(diǎn)，用模糊綜合評(píng)判法建立模糊函數(shù)，并對(duì)所提取的特征參數(shù)進(jìn)行評(píng)判，能夠成功地識(shí)別出金屬管道質(zhì)量的狀態(tài)。
　　研究結(jié)果表明:借助于Matlab軟件工具強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，選用中值-小波閾值濾波法能較好地濾除AE信號(hào)中的干擾信號(hào)，用3層小波包分解提取