استفاده از روش تبدیل موجک بسته ای برای تشخیص آسیب در سازه های فراساحلی

سکو های جکتی ثابت فلزی مرسوم ترین نوع سازه فراساحلی می باشد و به طور گسترده ای برای استخراج نفت و گاز فراساحل مورد استفاده قرار می گیرند. سازه-های فراساحلی در طول عمر سرویس دهی بر اثر نیروهای محیطی در آنها بطور پیوسته آسیب جمع می شود برای مثال آسیب ناشی از خستگی و خوردگی، تصادم بر اثر کشتی، سقوط اجسام از روی عرشه، بار اضافی اعضا در طول طوفانهای شدید، ونصب و فعالیتهای نگهداری. در گذشته روشهای بازرسی آسیب زیادی مانند: اشعه x ، پویش الکترونی،الترازونیک، تصویر برداری تشدید مغناطیسی، نفوذ رنگ، و بازرسی های چشمی توسعه داده شده است. این روشها نیاز به گذراندن زمان و صرف هزینه دارند. یک سیستم طبقه بندی روش های تشخیص آسیب، تشخیص آسیب را به 4سطح 1: تشخیص آسیب در سازه موجود 2: تشخیص موقعیت هندسی آسیب 3: تعیین میزان شدت آسیب 4: پیش بینی عمر سرویس دهی سازه تقسیم میکند. آسیب سازه ای یک پدیده محلی است که منجر به سیگنال هایی با فرکانس بالا می شود. تحلیل فوریه سیگنال را از محدوده بر پایه زمان یا مکان به محدوده بر پایه تنها فرکانس انتقال می دهد. متاسفانه اطلاعات زمان یا مکان، ممکن است در طول انجام انتقال(تبدیل) خراب شوند و بعضی مواقع غیر ممکن است که بتوان زمان و مکان یک رویداد خاص را مشخص کرد[3]. برای اصلاح این نقیصه روش انتقال فوریه زمان کوتاه (stft) بوسیله گابور(1946) تولید شد. مشکلی که در این روش وجود دارد به اصل علمی هایزنبرگ بر میگردد. این اصل بیان می کند که آگاهی از مقدار دقیق فرکانس و زمان یک سیگنال در یک نقطه مشخص از صفحه زمان- فرکانس ممکن نیست. به عبارت دیگر، نمی توان دقیقا معلوم کرد در یک زمان مشخص، چه فرکانسی وجود دارد و تنها می توان دانست در یک بازه زمانی مشخص، چه محدوده فرکانسی وجود دارد. این مشکل به مشکل وضوح معروف می باشد و دلیل اصلی روی آوردن از تبدیل فوریه زمان کوتاه به تبدیل موجک می باشد. بنابراین در سال 1987، نظریه موجک به عنوان یک ایده تکمیلی جهت رفع مشکل تبدیل های فوریه و تبدیل فوریه زمان کوتاه، توسط دابشیز مطرح شد. توابع موجک ترکیبی از خانواده توابع پایه هستند که قادر به بیان سیگنال در محدوده زمان(یا مکان) و فرکانس(یا مقیاس) می باشند. مهمترین مزیت استفاده از موجک توانایی تحلیل موضعی یک سیگنال می باشد بطور مثال دقت کردن در هر زمان یا مکان. تحلیل موجک قادر می باشد بسیاری از منظر های پنهان داده هایی که دیگر روش های تحلیل سیگنال در شناسایی آنها ناتوان هستند، را شناسایی کند. این خصوصیات بویژه برای کاربردهای تشخیص آسیب مهم می باشند. یک عیب بارز و مشخص تبدیل موجک، وضوح فرکانسی ضعیف در نواحی با فرکانس بالا است. بنابراین، این روش در مواجه شدن با سیگنال هایی با مولفه های فرکانسی بالا دچار مشکل می شود. برای رفع این مشکل تبدیل موجک بسته ای پیشنهاد می شود. تبدیل موجک بسته ای(wpt) حالت توسعه یافته تبدیل موجک می باشد که تجزیه سطح به سطح کاملی را از سیگنال تولید می کند. این تبدیل از ترکیب خطی توابع موجک معمولی تشکیل شده است. تبدیل موجک بسته ای می تواند خصوصیات سیگنال های پایا و نا پایا را با تفکیک فرکانس– زمان دلخواهی استخراج نماید.