CN111121678B - 管道壁厚检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道壁厚检测方法及装置，属于无损检测技术领域。方法包括：获取电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率；按照多个固有模态函数的方差贡献率由大至小的顺序，依次累加每个固有模态函数的方差贡献率，并将使累加和首次大于或等于预设阈值的至少一个方差贡献率确定为目标方差贡献率；将目标方差贡献率对应的固有模态函数确定为目标固有模态函数；基于至少一个目标固有模态函数构建目标电磁信号；获取目标电磁信号的包络的至少两个第一目标峰值点；基于至少两个第一目标峰值点，确定待测管道的壁厚。本发明提高了对管道壁厚进行检测的检测精度。本发明用于检测管道缺陷。

Description

管道壁厚检测方法及装置

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，特别涉及一种管道壁厚检测方法及装置。

背景技术

管道是输送石油和天然气等的主要工具，管道长时间使用会出现老化、变形或腐蚀等情况，使得管道的壁厚指标无法达到安全要求，导致管道事故发生，因此，定期对管道的壁厚进行检测，以及时发现缺陷并维修管道，对保证管道的安全使用具有重要意义。

相关技术中，通常采用电磁超声(Electromagnetic Acoustic Transducer，EMAT)检测技术测量电磁超声波在管道中的传播时间，然后根据该传播时间与电磁超声波的传播速度确定管道的壁厚信息。

但是，由于管道内部的腐蚀程度和表面粗糙度通常较高，且腐蚀程度和表面粗糙度会对电磁超声波在管道中的传播过程产生影响，导致通过相关技术对管道壁厚进行检测的检测精度较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种管道壁厚检测方法及装置，可以解决通过相关技术对管道壁厚进行检测的检测精度较低的问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种管道壁厚检测方法，所述方法包括：

获取电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率；

按照所述多个固有模态函数的方差贡献率由大至小的顺序，依次累加每个固有模态函数的方差贡献率，并将使累加和首次大于或等于预设阈值的至少一个方差贡献率确定为目标方差贡献率；

将所述目标方差贡献率对应的固有模态函数确定为目标固有模态函数；

基于至少一个所述目标固有模态函数构建目标电磁信号；

获取所述目标电磁信号的包络的至少两个第一目标峰值点；

基于所述至少两个第一目标峰值点，确定待测管道的壁厚。

可选地，所述获取电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率，包括：

分别计算每个固有模态函数的均值；

根据每个固有模态函数的均值，分别计算每个固有模态函数的方差；

对于每个所述固有模态函数，将所述固有模态函数的方差与所有固有模态函数的方差和的比值确定为所述固有模态函数的方差贡献率。

可选地，所述获取所述目标电磁信号的包络的至少两个第一目标峰值点，包括：

基于所述包络，确定预设时间阈值、预设上峰值阈值和预设下峰值阈值；

基于所述预设时间阈值、所述预设上峰值阈值和所述预设下峰值阈值，在所述包络的多个峰值点中确定所述至少两个第一目标峰值点。

可选地，所述基于所述预设时间阈值、所述预设上峰值阈值和所述预设下峰值阈值，在所述包络的多个峰值点中确定所述至少两个第一目标峰值点，包括：

当所述峰值点为上峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且所述两个时序相邻的峰值点的幅值均大于预设上峰值阈值，将所述两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点；

当所述峰值点为下峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且所述两个时序相邻的峰值点的幅值均小于预设下峰值阈值，将所述两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点。

可选地，所述基于所述至少两个第一目标峰值点，确定待测管道的壁厚，包括：

在所述至少两个第一目标峰值点中，将任意两个时序相邻的第一目标峰值点确定为两个第二目标峰值点；

获取所述两个第二目标峰值点的时间差；

基于所述时间差和所述电磁超声信号在所述待测管道内的传播速度确定所述壁厚。

第二方面，提供了一种管道壁厚检测装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率；

第一确定模块，用于按照所述多个固有模态函数的方差贡献率由大至小的顺序，依次累加每个固有模态函数的方差贡献率，并将使累加和首次大于或等于预设阈值的至少一个方差贡献率确定为目标方差贡献率；

第二确定模块，用于将所述目标方差贡献率对应的固有模态函数确定为目标固有模态函数；

构建模块，用于基于至少一个所述目标固有模态函数构建目标电磁信号；

第二获取模块，用于获取所述目标电磁信号的包络的至少两个第一目标峰值点；

第三确定模块，用于基于所述至少两个第一目标峰值点，确定待测管道的壁厚。

可选地，所述第一获取模块，用于：

分别计算每个固有模态函数的均值；

根据每个固有模态函数的均值，分别计算每个固有模态函数的方差；

对于每个所述固有模态函数，将所述固有模态函数的方差与所有固有模态函数的方差和的比值确定为所述固有模态函数的方差贡献率。

可选地，所述第二获取模块，包括：

第一确定子模块，用于基于所述包络，确定预设时间阈值、预设上峰值阈值和预设下峰值阈值；

第二确定子模块，用于基于所述预设时间阈值、所述预设上峰值阈值和所述预设下峰值阈值，在所述包络的多个峰值点中确定所述至少两个第一目标峰值点。

可选地，所述第二确定子模块，用于：

当所述峰值点为上峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且所述两个时序相邻的峰值点的幅值均大于预设上峰值阈值，将所述两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点；

当所述峰值点为下峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且所述两个时序相邻的峰值点的幅值均小于预设下峰值阈值，将所述两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点。

可选地，所述第三确定模块，用于：

在所述至少两个第一目标峰值点中，将任意两个时序相邻的第一目标峰值点确定为两个第二目标峰值点；

获取所述两个第二目标峰值点的时间差；

基于所述时间差和所述电磁超声信号在所述待测管道内的传播速度确定所述壁厚。

第三方面，提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当所述存储介质在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面所提供的管道壁厚检测方法。

第四方面，提供了一种终端，包括存储器，处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现第一方面所提供的管道壁厚检测方法。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的一种管道壁厚检测方法及装置，通过根据电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率，获取电磁超声信号的目标固有模态函数，并根据该目标固有模态函数获取电磁超声信号的包络，并根据包络的至少两个第一目标峰值点确定待测管道的壁厚，由于包络能够更准确地反映电磁超声信号在管道中的传播过程，相较于相关技术，根据方差贡献率获取电磁超声信号的包络，并根据该包络的峰值点确定管道壁厚时，减小了管道内部的腐蚀和粗糙的表面对传播过程的影响程度，有效地提高了对管道壁厚进行检测的检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种管道壁厚检测方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种管道壁厚检测方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种获取电磁超声信号的包络的方法流程图；

图4是本发明实施例提供的一种信号处理后的电磁超声信号的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种电磁超声信号的第1个固有模态函数的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种电磁超声信号的第2个固有模态函数的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种电磁超声信号的第3个固有模态函数的示意图；

图8是本发明实施例提供的一种电磁超声信号的第4个固有模态函数的示意图；

图9是本发明实施例提供的一种电磁超声信号的第5个固有模态函数的示意图；

图10是本发明实施例提供的一种电磁超声信号的第6个固有模态函数的示意图；

图11是本发明实施例提供的一种电磁超声信号的第7个固有模态函数的示意图；

图12是本发明实施例提供的一种电磁超声信号的第8个固有模态函数的示意图；

图13是本发明实施例提供的一种电磁超声信号的第9个固有模态函数的示意图；

图14是本发明实施例提供的一种电磁超声信号的第10个固有模态函数的示意图；

图15是本发明实施例提供的一种电磁超声信号的第11个固有模态函数的示意图；

图16是本发明实施例提供的一种基于多个固有模态函数确定至少一个目标固有模态函数的方法流程图；

图17是本发明实施例提供的一种获取方差贡献率的方法流程图；

图18是本发明实施例提供的一种图4所示的电磁超声信号的11个固有模态函数对应的方差贡献率的百分比直方示意图；

图19是本发明实施例提供的一种基于至少一个目标固有模态函数构建的目标电磁信号的示意图；

图20是本发明实施例提供的一种图19所示的目标电磁信号的包络的示意图。

图21是本发明实施例提供的一种获取包络的至少两个第一目标峰值点的方法流程图。

图22是本发明实施例提供的一种管道壁厚检测装置的结构示意图。

图23是本发明实施例提供的一种第二获取模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种管道壁厚检测方法，如图1所示，该方法可以包括：

步骤101、获取电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率。

步骤102、按照多个固有模态函数的方差贡献率由大至小的顺序，依次累加每个固有模态函数的方差贡献率，并将使累加和首次大于或等于预设阈值的至少一个方差贡献率确定为目标方差贡献率。

步骤103、将目标方差贡献率对应的固有模态函数确定为目标固有模态函数。

步骤104、基于至少一个目标固有模态函数构建目标电磁信号。

步骤105、获取目标电磁信号的包络的至少两个第一目标峰值点。

步骤106、基于至少两个第一目标峰值点，确定待测管道的壁厚。

综上所述，本发明实施例提供的一种管道壁厚检测方法，通过根据电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率，获取电磁超声信号的目标固有模态函数，并根据该目标固有模态函数获取电磁超声信号的包络，并根据包络的至少两个第一目标峰值点确定待测管道的壁厚，由于包络能够更准确地反映电磁超声信号在管道中的传播过程，相较于相关技术，根据方差贡献率获取电磁超声信号的包络，并根据该包络的峰值点确定管道壁厚时，减小了管道内部的腐蚀和粗糙的表面对传播过程的影响程度，有效地提高了对管道壁厚进行检测的检测精度。

图2是本发明实施例提供的另一种管道壁厚检测方法，如图2所示，该方法可以包括：

步骤201、获取待测管道的电磁超声信号。

一般地，可以使用电磁超声检测系统向待测管道发送激励信号，然后接收经该待测管道反射后的信号，并将该信号转换为电信号，该电信号即为电磁超声信号。在本发明实施例中以待测管道为X70钢级的管道为例，对该管道壁厚检测方法进行说明。

步骤202、对该电磁超声信号进行信号处理。

由于获取的电磁超声信号中可能存在一些干扰信号，该干扰信号可能会影响管道壁厚的检测准确度，因此，在根据该电磁超声信号检测管道壁厚之前，需要对电磁超声信号执行信号处理操作，以保证管道壁厚的检测准确度。

可选地，该信号处理操作可以包括：对步骤201中获取的电磁超声信号进行滤波处理，以滤除该电磁超声信号中的杂波干扰信息和基线干扰信息，其中，杂波干扰信号是由于激励信号耦合产生的干扰信号，基线干扰信号会使电磁超声信号产生信号漂移，该杂波干扰信号和该基线干扰信号均会影响管道壁厚的准确度。

示例地，可以对该电磁超声信号进行均值滤波，并删除该电磁超声信号中前T％长度的信号，以去除电磁超声信号中的杂波信号，再使用先验平滑法(Smoothness PriorsApproach，SPA)等方法去除该电磁超声信号中的基线干扰信号。其中，T的取值可以根据实际需要进行设置，在一种可实现方式中，可以根据获取电磁超声信号时的采样点数量进行设置，例如：当采样点的数量为2500个时，该T的取值可以为20，即删除前500个采样点对应的信号。

步骤203、基于信号处理后的电磁超声信号，获取该电磁超声信号的包络。

其中，信号的包络为信号的振幅随时间变化的曲线，其是将不同信号周期中信号的最大幅值点和最小幅值点分别用线连接起来所形成的曲线。可选地，请参考图3，该步骤203的实现过程可以包括；

步骤2031、对电磁超声信号进行信号分解，以获取电磁超声信号的多个固有模态函数。

其中，对电磁超声信号进行信号分解后，得到的各固有模态函数(Intrinsic ModeFunction，IMF)包含了原电磁超声信号在不同时间尺度的局部特征信号。

可选地，可以采用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)方法对信号处理后的电磁超声信号进行分解，使得信号处理后的电磁超声信号与电磁超声信号的多个固有模态函数满足：

其中，x(t)为分解前的电磁超声信号，IMF_i(t)为分解后的第i个固有模态函数，r(t)为x(t)中除固有模态函数外的余项。

示例地，图4为信号处理后的电磁超声信号的示意图，对该电磁超声信号进行信号分解后，获取到该电磁超声信号的11个固有模态函数，该11个固有模态函数分别为固有模态函数IMF1、固有模态函数IMF2、固有模态函数IMF3、固有模态函数IMF4、固有模态函数IMF5、固有模态函数IMF6、固有模态函数IMF7、固有模态函数IMF8、固有模态函数IMF9、固有模态函数IMF10和固有模态函数IMF11，该11个固有模态函数的示意图请分别参考图5至图15，根据图5至图15可以看出，该11个固有模态函数表示的信号内容不同。

步骤2032、基于多个固有模态函数确定至少一个目标固有模态函数。

其中，请参考图16，该步骤2032的实现过程可以包括：

步骤2032a、分别获取多个固有模态函数的方差贡献率。

其中，请参考图17，该获取方差贡献率的过程可以包括：

步骤a1、分别计算每个固有模态函数的均值。

可选地，可以按照下式计算每个固有模态函数的均值E(IMFi)：

其中，N表示第i个固有模态函数的信号长度。

步骤a2、根据每个固有模态函数的均值，分别计算每个固有模态函数的方差。

可选地，可以按照下式计算每个固有模态函数的方差D(IMFi)：

D(IMF_i)＝E(IMF_i(t)-E(IMF_i))²＝E(IMF_i(t)²)-E(IMF_i)²。

其中，E(IMF_i(t)-E(IMF_i))²为对应固有模态函数与该固有模态函数的均值之差的平方的均值。

步骤a3、根据每个固有模态函数的方差，计算每个固有模态函数的方差贡献率。

可选地，对于每个固有模态函数，可以将固有模态函数的方差与所有固有模态函数的方差和的比值确定为固有模态函数的方差贡献率，即可以按照下式计算每个固有模态函数的方差贡献率ηi：

示例地，图4所示的电磁超声信号的11个固有模态函数对应的方差贡献率分别为η1、η2、η3、η4、η5、η6、η7、η8、η9、η10和η11，图18为该11个方差贡献率的百分比直方图，从图18可以看出：固有模态函数IMF1对应的方差贡献率η1、固有模态函数IMF2对应的方差贡献率η2、固有模态函数IMF3对应的方差贡献率η3、固有模态函数IMF5对应的方差贡献率η5和固有模态函数IMF6对应的方差贡献率η6，相对于其他固有模态对应的方差贡献率较大。

步骤2032b、按照多个固有模态函数的方差贡献率由大至小的顺序，依次累加每个固有模态函数的方差贡献率，并将使累加和首次大于或等于预设阈值的至少一个方差贡献率确定为目标方差贡献率。

当固有模态函数的方差的贡献率越大时，说明该固有模态函数对电磁超声信号的贡献越显著，因此，在多个固有模态函数中，当按照方差贡献率由大至小的顺序，依次计算方差贡献率的累加和，并将累加和首次大于或等于预设阈值的至少一个方差贡献率确定为目标方差贡献率时，能够将对电磁超声信号具有显著作用的方差贡献率确定为目标方差贡献率。此时，目标方差贡献率对应的固有模态函数可视为电磁超声信号的主要组成部分，其余方差贡献率对应的固有模态可视为对电磁超声信号的干扰信号。因此，将该使累加和首次大于或等于预设阈值的至少一个方差贡献率确定为目标方差贡献率，并根据该目标方差贡献率重构电磁超声信号，能够进一步排除干扰信号对检测结果的影响。其中，预设阈值可以根据实际需要进行设置，例如：预设阈值可以为90％。

在一种可实现方式中，按照多个固有模态函数的方差贡献率由大至小的顺序，依次累加每个固有模态函数的方差贡献率的实现方式可以按照下式进行：

示例地，假设预设阈值为90％，图4所示的电磁超声信号的11个固有模态函数对应的方差贡献率分别为η1、η2、η3、η4、η5、η6、η7、η8、η9、η10和η11，其中，η1＝22％，η2＝7％，η3＝14％，η4＝2％，η5＝37％，η6＝10％，η7＝0.2％，η8＝0.2％，η9＝0.6％，η10＝3％，η11＝4％，对其按照有小到大的顺序进行排序后，其顺序为：η5、η1、η3、η6、η2、η11、η10、η4、η9、η8和η7，按照方差贡献率由大到小的顺序依次累加方差贡献率后，可知η1+η2+η3+η5+η6＝90％，则可将η1、η2、η3、η5和η6均确定为目标方差贡献率。

步骤2032c、将目标方差贡献率对应的固有模态函数确定为目标固有模态函数。

由于目标方差贡献率对应的固有模态函数为电磁超声信号的主要组成部分，因此，可将该目标方差贡献率对应的固有模态函数确定为目标固有模态函数，以便于根据该目标固有模态函数重构电磁超声信号。

步骤2033、基于至少一个目标固有模态函数构建目标电磁信号。

可选地，构建的目标电磁信号可以为至少一个目标固有模态函数的信号累加和，即

示例地，假设目标固有模态函数分别为固有模态函数IMF1、固有模态函数IMF2、固有模态函数IMF3、固有模态函数IMF5和固有模态函数IMF6，则可将固有模态函数IMF1、固有模态函数IMF2、固有模态函数IMF3、固有模态函数IMF5和固有模态函数IMF6的累加和确定为目标电磁信号，且该目标电磁超声信号的示意图请参考图19。

步骤2034、获取目标电磁信号的包络。

可选地，该步骤2034的实现方式可以包括：对目标电磁信号进行希尔伯特变换，并基于变换后的目标电磁信号确定包络。

基于变换后的目标电磁信号确定包络的一种可实现方式为：将变换后的目标电磁信号H(t)确定为解析信号Z(t)的虚部，并将目标电磁信号N(t)确定为解析信号Z(t)的实部，即解析信号Z(t)＝N(t)+j×H(t)，并获取该解析信号Z(t)的模

该解析信号Z(t)的模即为目标电磁信号的包络。示例地，图19所示的目标电磁超声信号中信号幅值大于0的部分的包络请参考图20。

其中，希尔伯特变换的实现过程为：

其中，τ为积分变量。

步骤2035、将目标电磁信号的包络确定为电磁超声信号的包络。

该目标电磁超声信号为根据步骤201中获取的原始电磁超声信号重构的信号，因此，该目标电磁超声信号的包络即为该步骤201中获取的原始电磁超声信号的包络。

步骤204、获取包络的至少两个第一目标峰值点。

可选地，该步骤204的实现过程可以包括：基于电磁超声信号的包络，确定预设时间阈值、预设上峰值阈值和预设下峰值阈值，并基于预设时间阈值、预设上峰值阈值和预设下峰值阈值，在包络的多个峰值点中确定至少两个第一目标峰值点。

可选地，为保证获取的峰值点的有效性，获取的峰值点需同时满足以下两个条件：(1)获取的任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值。(2)若峰值点为上峰值点，该上峰值点的幅值大于预设上峰值阈值。若峰值点为下峰值点，该下峰值点的幅值小于预设下峰值阈值。也即是，当峰值点为上峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且两个时序相邻的峰值点的幅值均大于预设上峰值阈值，可以将两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点。当峰值点为下峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且两个时序相邻的峰值点的幅值均小于预设下峰值阈值，可以将两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点。

其中，预设时间阈值可以根据信号的采样点和采样间隔进行确定，例如：预设时间阈值D可以为包络Z(t)的长度与预设时间间隔Δt的乘积，即：D＝Δt×lenght(Z(t))，其中，Δt为预设的时间参数，该Δt的取值可以根据实际需要进行调整，例如Δt＝0.1秒(s)，length(Z(t))为计算包络的时长的函数。

预设上峰值阈值和预设下峰值阈值可以根据包络的最大幅值和最小幅值进行确定，例如：可以根据包络的最大幅值max(Z(t))最小幅值min(Z(t))和幅值均值A确定预设上峰值阈值SP1和预设下峰值阈值SP2，其中，预设上峰值阈值SP1与幅值均值A、包络的最大幅值max(Z(t))和最小幅值min(Z(t))满足：SP1＝A+a1×(max(Z(t))-A)。预设下峰值阈值SP2与幅值均值A、包络的最大幅值max(Z(t))和最小幅值min(Z(t))满足：SP2＝A-a2×(A-min(Z(t)))，且包络的最大幅值max(Z(t))、最小幅值min(Z(t))和幅值均值A满足：A＝mean(max(Z(t))+min(Z(t)))，mean为获取均值的函数，max为获取最大值的函数，mix为获取最小值的函数。

可选地，a1和a2为常数，该a1和a2的取值可以根据实际需要进行调整，例如：该a1的取值可以为0.3，该a2的取值可以为0.32。

需要说明的是，该获取峰值点的过程也可以在matlab软件中实现，此处对其实现过程不做赘述。

步骤205、基于至少两个第一目标峰值点，确定待测管道的壁厚。

可选地，请参考图21，该步骤205的实现过程可以包括：

步骤2051、在至少两个第一目标峰值点中确定两个第二目标峰值点。

由于两个时序相邻的峰值点之间的时间差为向待测管道发送激励信号至接收到经该待测管道反射后的信号的时间差，因此，可将至少两个第一目标峰值点中任意两个时序相邻的峰值点确定为两个第二目标峰值点。

示例地，根据图20所示的包络确定了三个峰值点，该三个峰值点分别为图20所示的点P1、点P2和点P3，其中，点P1与点P2为时序相邻的峰值点，点P2与点P3为时序相邻的峰值点，则可将点P1与点P2确定为两个第二目标峰值点，或者，将点P2与点P3确定为两个第二目标峰值点。

步骤2052、获取两个第二目标峰值点的时间差。

由于两个时序相邻的峰值点之间的时间差为向待测管道发送激励信号至接收到经该待测管道反射后的信号的时间差，因此，可基于该两个第二目标峰值点的时间差确定待测管道的壁厚。

步骤2053、基于时间差和电磁超声信号在待测管道内的传播速度确定壁厚。

在一种可实现方式中，待测管道的壁厚D、两个第二目标峰值点的时间差T和电磁超声信号在待测管道内的传播速度V满足：D＝0.5×T×V。

示例地，对于同一待测管道，采用游标卡尺测量得到的管道壁厚，采用相关技术检测到的管道壁厚和采用本发明实施例提供的管道壁厚检测方法得到的管道壁厚请参考表1，由表1可知：相关技术检测到的管道壁厚与游标卡尺测量得到的管道壁厚的相对误差为7毫米，本发明实施例提供的管道壁厚检测方法得到的管道壁厚与游标卡尺测量得到的管道壁厚的相对误差为1.5毫米，即相对于相关技术，本发明测量得到的管道壁厚的相对误差减小了5.9％，由此可见，本发明实施例提供的管道壁厚测量方法有效地提高了测量得到的管道壁厚的准确度。

表1

	游标卡尺	相关技术	本发明实施例提供的管道壁厚检测方法
				管道壁厚	8.904毫米	9.6699毫米	9.1410毫米
相对误差	0	7毫米	1.5毫米

其中，采用相关技术检测管道壁厚是指对该管道的电磁超声信号进行预处理，然后，提取处理后的电磁超声信号的峰值回波时间差，并根据该回波时间差确定管道壁厚。

需要说明的是，在根据该步骤205确定待测管道的壁厚后，可将该管道壁厚与该待测管道的原始管道壁厚进行比较，以确定该待测管道是否存在缺陷。例如：假设该待测管道的原始厚度为W1，步骤205中确定的管道壁厚为W2，当该管道壁厚W2与原始厚度W1的差值大于预设差值阈值时，可认为该待测管道存在缺陷，以实现对该待测管道的缺陷检测。并且，通过该方式检测管道的缺陷具有操作简单和检测精度较高的优点。

综上所述，本发明实施例提供的一种管道壁厚检测方法，通过根据电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率，获取电磁超声信号的目标固有模态函数，并根据该目标固有模态函数获取电磁超声信号的包络，并根据包络的至少两个第一目标峰值点确定待测管道的壁厚，由于包络能够更准确地反映电磁超声信号在管道中的传播过程，相较于相关技术，根据方差贡献率获取电磁超声信号的包络，并根据该包络的峰值点确定管道壁厚时，减小了管道内部的腐蚀和粗糙的表面对传播过程的影响程度，有效地提高了对管道壁厚进行检测的检测精度。

需要说明的是，本发明实施例提供的管道壁厚检测方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本申请的保护范围之内，因此不再赘述。

本发明实施例提供一种管道壁厚检测装置，如图22所示，该装置600可以包括：

第一获取模块601，用于获取电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率。

第一确定模块602，用于按照多个固有模态函数的方差贡献率由大至小的顺序，依次累加每个固有模态函数的方差贡献率，并将使累加和首次大于或等于预设阈值的至少一个方差贡献率确定为目标方差贡献率。

第二确定模块603，用于将目标方差贡献率对应的固有模态函数确定为目标固有模态函数。

构建模块604，用于基于至少一个目标固有模态函数构建目标电磁信号。

第二获取模块605，用于获取目标电磁信号的包络的至少两个第一目标峰值点。

第三确定模块606，用于基于至少两个第一目标峰值点，确定待测管道的壁厚。

综上所述，本发明实施例提供的一种管道壁厚检测装置，通过第二确定模块根据电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率，获取电磁超声信号的目标固有模态函数，第二获取模块根据该目标固有模态函数获取电磁超声信号的包络，并根据包络的至少两个第一目标峰值点确定待测管道的壁厚，由于包络能够更准确地反映电磁超声信号在管道中的传播过程，相较于相关技术，根据方差贡献率获取电磁超声信号的包络，并根据该包络的峰值点确定管道壁厚时，减小了管道内部的腐蚀和粗糙的表面对传播过程的影响程度，有效地提高了对管道壁厚进行检测的检测精度。

可选地，第一获取模块601，用于：

分别计算每个固有模态函数的均值。

根据每个固有模态函数的均值，分别计算每个固有模态函数的方差。

对于每个固有模态函数，将固有模态函数的方差与所有固有模态函数的方差和的比值确定为固有模态函数的方差贡献率。

可选地，如图23所示，第二获取模块605，可以包括：

第一确定子模块6051，用于基于包络，确定预设时间阈值、预设上峰值阈值和预设下峰值阈值。

第二确定子模块6052，用于基于预设时间阈值、预设上峰值阈值和预设下峰值阈值，在包络的多个峰值点中确定至少两个第一目标峰值点。

可选地，第二确定子模块6052，用于：

当峰值点为上峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且两个时序相邻的峰值点的幅值均大于预设上峰值阈值，将两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点。

当峰值点为下峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且两个时序相邻的峰值点的幅值均小于预设下峰值阈值，将两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点。

可选地，第三确定模块606，用于：

在至少两个第一目标峰值点中，将任意两个时序相邻的第一目标峰值点确定为两个第二目标峰值点。

获取两个第二目标峰值点的时间差。

基于时间差和电磁超声信号在待测管道内的传播速度确定壁厚。

综上所述，本发明实施例提供的一种管道壁厚检测装置，通过第二确定模块根据电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率，获取电磁超声信号的目标固有模态函数，第二获取模块根据该目标固有模态函数获取电磁超声信号的包络，并根据包络的至少两个第一目标峰值点确定待测管道的壁厚，由于包络能够更准确地反映电磁超声信号在管道中的传播过程，相较于相关技术，根据方差贡献率获取电磁超声信号的包络，并根据该包络的峰值点确定管道壁厚时，减小了管道内部的腐蚀和粗糙的表面对传播过程的影响程度，有效地提高了对管道壁厚进行检测的检测精度。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置、模块和子模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明实施例提供了一种存储介质，该存储介质中存储有指令，当该存储介质在计算机上运行时，使得计算机执行本发明实施例所提供的管道壁厚检测方法。

本发明实施例提供了一种终端，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本发明实施例所提供的管道壁厚检测方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道壁厚检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率；

按照所述多个固有模态函数的方差贡献率由大至小的顺序，依次累加每个固有模态函数的方差贡献率，并将使累加和首次大于或等于预设阈值的至少一个方差贡献率确定为目标方差贡献率；

将所述目标方差贡献率对应的固有模态函数确定为目标固有模态函数；

基于至少一个所述目标固有模态函数构建目标电磁信号；

获取所述目标电磁信号的包络的至少两个第一目标峰值点；

基于所述至少两个第一目标峰值点，确定待测管道的壁厚。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率，包括：

分别计算每个固有模态函数的均值；

根据每个固有模态函数的均值，分别计算每个固有模态函数的方差；

对于每个所述固有模态函数，将所述固有模态函数的方差与所有固有模态函数的方差和的比值确定为所述固有模态函数的方差贡献率。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标电磁信号的包络的至少两个第一目标峰值点，包括：

基于所述包络，确定预设时间阈值、预设上峰值阈值和预设下峰值阈值；

基于所述预设时间阈值、所述预设上峰值阈值和所述预设下峰值阈值，在所述包络的多个峰值点中确定所述至少两个第一目标峰值点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述预设时间阈值、所述预设上峰值阈值和所述预设下峰值阈值，在所述包络的多个峰值点中确定所述至少两个第一目标峰值点，包括：

当所述峰值点为上峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且所述两个时序相邻的峰值点的幅值均大于预设上峰值阈值，将所述两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点；

当所述峰值点为下峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且所述两个时序相邻的峰值点的幅值均小于预设下峰值阈值，将所述两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于所述至少两个第一目标峰值点，确定待测管道的壁厚，包括：

在所述至少两个第一目标峰值点中，将任意两个时序相邻的第一目标峰值点确定为两个第二目标峰值点；

获取所述两个第二目标峰值点的时间差；

基于所述时间差和所述电磁超声信号在所述待测管道内的传播速度确定所述壁厚。

6.一种管道壁厚检测装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取电磁超声信号的多个固有模态函数的的方差贡献率；

第一确定模块，用于按照所述多个固有模态函数的方差贡献率由大至小的顺序，依次累加每个固有模态函数的方差贡献率，并将使累加和首次大于或等于预设阈值的至少一个方差贡献率确定为目标方差贡献率；

第二确定模块，用于将所述目标方差贡献率对应的固有模态函数确定为目标固有模态函数；

构建模块，用于基于至少一个所述目标固有模态函数构建目标电磁信号；

第二获取模块，用于获取所述目标电磁信号的包络的至少两个第一目标峰值点；

第三确定模块，用于基于所述至少两个第一目标峰值点，确定待测管道的壁厚。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块，用于：

分别计算每个固有模态函数的均值；

根据每个固有模态函数的均值，分别计算每个固有模态函数的方差；

对于每个所述固有模态函数，将所述固有模态函数的方差与所有固有模态函数的方差和的比值确定为所述固有模态函数的方差贡献率。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块，包括：

第一确定子模块，用于基于所述包络，确定预设时间阈值、预设上峰值阈值和预设下峰值阈值；

第二确定子模块，用于基于所述预设时间阈值、所述预设上峰值阈值和所述预设下峰值阈值，在所述包络的多个峰值点中确定所述至少两个第一目标峰值点。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二确定子模块，用于：

当所述峰值点为上峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且所述两个时序相邻的峰值点的幅值均大于预设上峰值阈值，将所述两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点；

当所述峰值点为下峰值点时，若任意两个时序相邻的峰值点之间的时间间隔大于预设时间阈值，且所述两个时序相邻的峰值点的幅值均小于预设下峰值阈值，将所述两个时序相邻的峰值点确定为两个第一目标峰值点。

10.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块，用于：

在所述至少两个第一目标峰值点中，将任意两个时序相邻的第一目标峰值点确定为两个第二目标峰值点；

获取所述两个第二目标峰值点的时间差；

基于所述时间差和所述电磁超声信号在所述待测管道内的传播速度确定所述壁厚。

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