Регистрация / Вход
Прислать материал

Классификация дефектов по степени опасности на основе поиска точек разладки и кластерного анализа временных рядов акустической эмиссии

ФИО: Кац В. А.

Направление: Информационные технологии

Научный руководитель: к.т.н., доц. Кожаринов А.С.

Институт: Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления

Кафедра: Кафедра Инженерной кибернетики

Академическая группа: ММ-12-1

Актуальной проблемой использования акустико-эмиссионного метода при технической диагностике объектов топливно-энергетического комплекса является корректный анализ и интерпретация данных контроля. Метод акустической эмиссии (АЭ) основан на регистрации волн упругих напряжений, генерируемых внутренними источниками, которые связаны с процессами локальной перестройки внутренней структуры материала, и позволяет, соответственно, обнаруживать дефекты в объекте контроля. Дальнейшие этапы обработки АЭ данных включают расчет параметров, описывающих форму сигнала во временных рядах акустической эмиссии, и на этой основе классификацию дефектов – источников АЭ – по степени опасности.

Рисунок 1 – Классификация дефектов – источников АЭ. Объект контроля: АО «Транснефть–Сибирь», участок магистрального нефтепровода Демьянское-Конда. а) Кластерный анализ зашумленного сигнала; b) Кластерный анализ после поиска точек разладки. Классы опасности дефектов: 1 – 4-й класс, 2 – 3-й класс, 3 – 2-й класс, 4 – шум

Данная проблема усложняется тем, что сигнал, поступающий от датчиков акустической эмиссии, в реальных условиях подвержен влиянию шумов различной природы. В связи с этим, первоочередной задачей становится выделение полезного сигнала в сильно зашумленных рядах акустической эмиссии. Для ее решения в настоящей работе рассчитываются локальные статистические параметры временных рядов сигнала и шума, усредненные в пределах скользящего временного окна. Далее производится сравнительный анализ вероятностных свойств сигнала и шума и выделяются так называемые «точки разладки», положение которых на временной оси соответствует моментам появления полезного сигнала АЭ. Поиск точек разладки осуществляется с использовании статистических критериев Жарки-Бера и Лилльефорс, основанных на определении отклонения функции распределения временных рядов статистических параметров акустической эмиссии от нормального шумового распределения.

На основе локальных параметров выстраивается система характеристических инвариантов, не зависящих от амплитуды и интенсивности шума (коэффициентов асимметрии, эксцесса, индекса Херста и др.), которые используются для формирования информативных признаков наличия дефектов в объекте контроля. По полученным признакам дефекты классифицируются по степени опасности. Для распознавания и классификации используется кластерный анализ, метод к-средних.