(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210695553.8 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510000 广东省广州市越秀区东 风东 路757号 申请人 广东电网有限责任公司电力科 学研 究院 (72)发明人 董重里　罗啸宇　聂铭　梁永纯　 岳楹超　李顺华　吕旺燕　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 陈志明 (51)Int.Cl. G01N 29/06(2006.01) G01N 29/44(2006.01)G06T 5/00(2006.01) G06T 5/20(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06V 10/74(2022.01) (54)发明名称 一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方 法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于超声导波的管道缺 陷动态检测方法及装置， 通过控制超声导波换能 器阵列接收管道检测区域返回的第二超声导波 信号， 根据第二超声导波信号的幅值， 生成第一 超声导波扫描图像； 对第一超声导波扫描图像进 行预处理， 得到第二超声导波扫描图像， 对第二 超声导波扫描图像进行缺陷边缘提取， 得到超声 导波边缘提取图像， 并进行缺陷检测， 得到管道 缺陷检测结果； 将预设时间段内所有超声导波边 缘提取图像进行叠加处理， 生 成超声导波动态扫 描缺陷图像， 并基于每个超声导波边缘提取图像 的管道缺陷检测结果， 得到管道 缺陷动态检测结 果， 实现对管道缺陷的动态检测， 能直观的展示 时间段内管道缺陷的动态变化过程。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 115047073 A 2022.09.13 CN 115047073 A 1.一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法， 其特 征在于， 包括： 控制超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第 一超声导波信号， 并控制所述超声导 波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号， 并根据所述第二超声导波 信号的幅值， 生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像； 对所述第 一超声导波扫描图像进行预处理， 得到第 二超声导波扫描图像， 其中， 所述预 处理包括图像灰度化处 理、 中值滤波处 理、 分段线性增强处 理和二值化处理； 对所述第二超声导波扫描图像进行缺陷边缘提取， 得到超声导波边缘提取图像， 并对 所述超声导波边缘提取图像进 行缺陷检测， 得到所述超声导波边缘提取图像的管道缺陷检 测结果； 获取并对预设时间段内的所有超声导波边缘提取图像进行叠加处理， 生成超声导波动 态扫描缺陷图像， 并基于每个超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测结果， 得到管道缺陷 动态检测结果。 2.如权利要求1所述的一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法， 其特征在于， 对所 述第一超声导波扫描图像进行 预处理， 具体包括： 对所述第一超声导波扫描图像进行图像灰度化处理， 以使将所述第 一超声导波扫描图 像中各个超声导波信号幅值的最大值和 最小值分别量化到同一标准化灰度矩阵的最亮值 和最暗值， 生成超声导波灰度图像； 对所述超声导波灰度图像进行中值滤波处理， 以使将所述超声导波灰度图像中的每一 像素点的灰度值设置为所述每一像素点邻域窗口内的所有像素点的灰度值的中值， 生成超 声导波中值滤波图像； 对所述超声导波中值滤波图像进行分段线性增强处理， 以使将所述超声导波中值滤波 图像中所有像素点的灰度值分为三段， 并分别对每段灰度值进行线性增强处理， 生成超声 导波线性增强图像。 3.如权利要求2所述的一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法， 其特征在于， 对所 述第一超声导波扫描图像进行 预处理， 还包括： 根据最大熵阈值法， 对所述超声导波线性增强图像进行二值化处理， 生成第二超声导 波扫描图像。 4.如权利要求1所述的一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法， 其特征在于， 对所 述超声导波边缘提取图像进行缺陷检测， 得到所述超声导波边缘提取图像的管道缺陷检测 结果， 具体包括： 获取管道检测区域的超声导波基准扫描图像， 根据余弦相似性度， 计算所述超声导波 基准扫描图像和所述超声导波边 缘提取图像之间的相似度； 将所述相似度与预设阈值进行对比， 若所述相似度大于或等于所述预设阈值， 则生成 管道缺陷检测结果为不存在缺陷； 若所述相似度小于所述预设阈值， 则生成管道缺陷检测 结果为存在缺陷。 5.如权利要求1所述的一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法， 其特征在于， 控制 超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第一超声导波信号， 具体包括： 根据等时空相位原则， 对超声波换能器阵列设置超声导波发射延时方案， 以使所述超 声波换能器阵列根据所述超声导波发射延时方案向管道检测区域发射第一超声导波信号；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115047073 A 2其中， 所述等时空相位原则为Φ＝ωt+kx， 式中， Φ为相位角， ω为角频率， t为时间， k 为波数， x为距离； 所述超声导波发射延时方案为设置所述超声波换能器阵列中每个超声波换能器的相 位角不变， 且所述角频率和波数不变， 根据每个超声波换能器到管道检测区域中缺陷区域 的距离， 设置对应的发射延时 时间。 6.如权利要求5所述的一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法， 其特征在于， 控制 所述超声导波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波信号， 具体包括： 根据等时空相位原则， 对超声波换能器阵列设置超声导波接收延时方案， 以使所述超 声波换能器阵列根据所述超声导波接 收延时方案接 收所述管道检测区域返回的第二超声 导波信号； 其中， 所述超声导波接收延时方案包括设置所述超声波换能器阵列中每个超声波换能 器的相位角、 角频率和波数不变， 根据所述管道检测区域中缺陷区域到每个超声波换能器 的距离， 设置对应的接收延时 时间。 7.如权利要求1所述的一种基于超声导波的管道缺陷动态检测方法， 其特征在于， 并根 据所述第二超声导波信号的幅值， 生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像， 具体包括： 获取所述第二超声导波信号的幅值， 将所述幅值 转换为RGB值； 并获取所述第 二超声导波信号对应的轴向距离和圆周位置， 并根据所述轴向距离和圆 周位置将每个第二超声导波信号进行排列， 并生成管道检测区域的第一超声导波扫描图 像。 8.一种基于超声导波的管道缺陷动态检测装置， 其特征在于， 包括： 图像生成模块、 图 像预处理模块、 图像缺陷边 缘提取模块和图像叠加模块； 其中， 所述图像生成模块， 用于控制超声导波换能器阵列向管道检测区域发射第一超 声导波信号， 并控制所述超声导波换能器阵列接收所述管道检测区域返回的第二超声导波 信号， 并根据所述第二超声导波信号的幅值， 生成管道检测区域的第一超声导波扫描图像； 所述图像预处理模块， 用于对所述第一超声导波扫描图像进行预处理， 得到第二超声 导波扫描图像， 其中， 所述预处理包括图像灰度化处理、 中值滤波处理、 分段线性增强处理 和二值化处理； 所述图像缺陷边缘提取模块， 用于对所述第二超声导波扫描图像进行缺陷边缘提取， 得到超声导波边缘提取图像， 并对所述超声导波边缘提取图像进行缺陷检测， 得到所述超 声导波边 缘提取图像的管道缺陷检测结果； 所述图像叠加模块， 用于获取并对预设时间段内的所有超声导波边缘提取图像进行叠 加处理， 生成超声导波动态扫描缺陷图像， 并基于每个超声导波边缘提取图像的管道缺陷 检测结果， 得到管道缺陷动态检测结果。 9.一种终端设备， 其特征在于， 包括处理器、 存储器以及存储在所述存储器中且被配置 为由所述处理器执行 的计算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1 至7任意一项所述的基于超声导波的管道缺陷动态检测方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质包括存储的计算 机程序， 其中， 在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权 利要求1至7中任意 一项所述的基于超声导波的管道缺陷动态检测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115047073 A 3