Распознавание типа отражателя с помощью нейронной сети по TOFD-эхосигналам

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложено с помощью сверточной нейронной сети ResNet-18 автоматизировать классификацию типов отражателей по TOFD-эхосигналам. Основное внимание уделено моделированию и классификации отражателей, таких как трещины, поры, непровары и пустые области. Эксперименты включали обучение модели на TOFD-эхосигналах, рассчитанных как в численном эксперименте, так и TOFD-эхосигналах, измеренных в процессе ультразвукового контроля. Результаты показали высокую точность классификации: 96,2 % в процессе численного эксперимента, 97 % на экспериментально измеренных TOFD-эхосигналах с различными типами дефектов. Исследование подтвердило возможность применения нейросетей для определения типа отражателя по TOFD-эхосигналам, что позволяет автоматизировать процесс неразрушающего контроля и снизить влияние человеческого фактора. Для дальнейшего развития метода предлагается использовать сегментационные модели для обработки изображений с несколькими дефектами.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Г. Базулин

ООО «Научно-производственный центр «ЭХО+»

Автор, ответственный за переписку.
Email: bazulin@echoplus.ru
Россия, 123458 Москва, ул. Твардовского, 8, Технопарк «Строгино»

Л. В. Медведев

ООО «Научно-производственный центр «ЭХО+»

Email: bazulin@echoplus.ru
Россия, 123458 Москва, ул. Твардовского, 8, Технопарк «Строгино»

Список литературы

  1. Дифракционно-временной метод (TOFD). ETS-NDT. URL: https://ets-ndt.ru/azbuka/metod-tofd/ (дата обращения: ).
  2. Гинзел Э. TOFD. Дифракционно-временной метод ультразвуковой дефектоскопии: основные принципы и практическое руководство по применению. Москва: ДПК Пресс, 2021. 311 с.
  3. Система прогнозирования на базе нейронных сетей в промышленности. Habr. 2023. URL: https://habr.com/ru/articles/171019/ (дата обращения: ).
  4. Joyce Xu. Распознавание образов с помощью искусственного интеллекта. Habr. 2023. URL: https://habr.com/ru/articles/709432/ (дата обращения: ).
  5. Петрова А.К. Применение нейронных сетей для решения задач оптимизации процесса учета расхода газа // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2015. № 4. С. 53—60.
  6. Бадалян В.Г., Вопилкин А.Х. Применение нейронных сетей в ультразвуковом неразрушающем контроле (обзор) // Контроль. Диагностика. 2023. № 1. С. 12—25. URL: http://td-j.ru/index.php/current-issue-rus/2829-012-025 (дата обращения: ).
  7. Cantero-Chinchilla S., Wilcox P.D., Croxford A.J. A deep learning-based methodology for artefact identification and suppression with application to ultrasonic images // NDT & E International. 2022. V. 126. P. 102575. doi: 10.1016/j.ndteint.2021.102575. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0963869521001742 (дата обращения: ).
  8. ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge (ILSVRC). ImageNet. URL: https://image-net.org/challenges/LSVRC/index.php (дата обращения: ).
  9. Крысько Н.В., Скрынников С.В., Щипаков Н.А. Классификация и определение размеров поверхностных дефектов трубопроводов на основе результатов комплексной диагностики ультразвуковым, вихретоковым, визуальным и измерительным методами неразрушающего контроля // Дефектоскопия. 2023. № 12. С. 69—78.
  10. Sikora R. Artificial Neural Networks and Fuzzy Logic in Nondestructive Evaluation // Studies in Applied Electromagnetics and Mechanics. 2014. V. 38. P. 1—10.
  11. Долматов Д.О. Применение искусственных нейронных сетей для решения задач акустического неразрушающего контроля (обзор) // Контроль. Диагностика. 2022. № 6. С. 44—50.
  12. Moddy2024/ResNet-18: Implemented the Deep Residual Learning for Image Recognition Paper and achieved better accuracy by customizing different parts of the architecture. GitHub. URL: https://github.com/Moddy2024/ResNet-18?ysclid=lur45hjgt1921283081 (дата обращения: ).
  13. Deep Learning Toolbox — MATLAB. MathWorks. URL: https://www.mathworks.com/products/deep-learning.html (дата обращения: ).
  14. Официальный сайт фирмы EXTENDE. EXTENDE. URL: https://www.extende.com/ndt (дата обращения: ).
  15. API 1104: Welding of Pipelines and Related Facilities. American Petroleum Institute. Washington, DC, 1999. URL: https://archive.org/details/gov.law.api.1104.1999/page/n35/mode/2up (дата обращения: ).
  16. Официальный сайт фирмы «ЭХО+». URL: https://echoplus.ru/ (дата обращения: ).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Результат обучения нейросети.

Скачать (506KB)
3. Рис. 2. Система сканирования и один из образцов.

Скачать (801KB)
4. Рис. 3. Образец НО-Бл-Ст20-25-ПЛ № 1.

Скачать (445KB)
5. Рис. 4. Образец НО-Бл-Ст20-25-ПЛ № 2.

Скачать (440KB)
6. Рис. 5. TOFD-эхосигналы после сканирования образца НО-Бл-Ст20-25-ПЛ № 1.

Скачать (337KB)
7. Рис. 6. Итоговый результат обучения нейросети на данных с образцов.

Скачать (297KB)
8. Рис. 7. Придонный отражатель (снизу) и внутренняя трещина (справа)

Скачать (177KB)

© Российская академия наук, 2025