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渦流檢測(cè)的信號(hào)特征量提取和信號(hào)分析

發(fā)布時(shí)間:2022/6/2 點(diǎn)擊次數(shù):709 來源:蘇州阜匯機(jī)械制造

  渦流是將導(dǎo)體放入變化的磁場(chǎng)中時(shí),由于在變化的磁場(chǎng)周圍存在著渦旋的感生電場(chǎng),感生電場(chǎng)作用在導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷上,使電荷運(yùn)動(dòng),形成渦流。渦流檢測(cè)Eddy current Testing(縮寫 ET)。已知法拉第電磁感應(yīng)定律,在檢測(cè)線圈上接通交流電,產(chǎn)生垂直于工件的交變磁場(chǎng)。檢測(cè)線圈靠近被檢工件時(shí),該工件表面感應(yīng)出渦流同時(shí)產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng),部分抵消原磁場(chǎng),導(dǎo)致檢測(cè)線圈電阻和電感變化。若金屬工件存在缺陷,將改變渦流場(chǎng)的強(qiáng)度及分布,使線圈阻抗發(fā)生變化,檢測(cè)該變化可判斷有無缺陷。

  渦流檢測(cè)技術(shù)利用電磁感應(yīng)原理,通過檢測(cè)被檢測(cè)工件內(nèi)感生渦流的變化來無損地評(píng)定導(dǎo)電材料及其工件的某些性能,或發(fā)現(xiàn)缺陷的無損檢測(cè)方法稱為無損檢測(cè)。在工業(yè)生產(chǎn)中,渦流檢測(cè)是控制各種金屬材料及少數(shù)非金屬(如石墨、碳纖維復(fù)合材料等)及其產(chǎn)品品質(zhì)的主要手段之一。與其他無損檢測(cè)方法比較,渦流檢測(cè)更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,特別是對(duì)管,棒和線材等型材有著很高的檢測(cè)效果。

  渦流檢測(cè)的信號(hào)處理工藝

  需要提高檢測(cè)信號(hào)的信噪比和抗干擾能力,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的識(shí)別、分析和診斷,以得出zui佳的信號(hào)特征和檢測(cè)結(jié)果。

  1、信號(hào)特征量提取

  常用的特征量提取方法有傅里葉描述法、主分量分析法和小波變換法。

  傅里葉描述法是提取特征值的常用方法。其優(yōu)點(diǎn)是,不受探頭速度影響,且可由該描述法重構(gòu)阻抗圖,采樣點(diǎn)數(shù)目越多,重構(gòu)曲線更逼近原曲線。但該方法只對(duì)曲線形狀敏感,對(duì)渦流檢測(cè)儀的零點(diǎn)和增益不敏感,且不隨曲線旋轉(zhuǎn)、平移、尺寸變換及起始點(diǎn)選擇變化而變化。

  用測(cè)試信號(hào)自相關(guān)矩陣的本征值和本征矢量來描繪信號(hào)特征的方法稱為主分量分析法,該方法對(duì)于相似缺陷的分辨力較強(qiáng)。

  小波變換是一種先進(jìn)的信號(hào)時(shí)頻分析方法。將小波變換中多分辨分析應(yīng)用到渦流檢測(cè)信號(hào)分析中,對(duì)不同小波系數(shù)處理后,再重構(gòu)。這種經(jīng)小波變換處理后的信號(hào),其信噪比會(huì)得到很大的提高。

  2、信號(hào)分析

  (1) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

  人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入矢量是信號(hào)的特征參量,對(duì)信號(hào)特征參量的正確選擇與提取是采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能判別成功的關(guān)鍵。組合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,采用分級(jí)判別法使網(wǎng)絡(luò)輸入變量維數(shù)由N2 降到N,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化,訓(xùn)練速度很快,具有較高的缺陷識(shí)別率和實(shí)用價(jià)值。

  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)缺陷分類,具有識(shí)別準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn),對(duì)不完全、不夠清晰的數(shù)據(jù)同樣有效。

  (2) 信息融合技術(shù)

  信息融合是對(duì)來自不同信息源檢測(cè)、關(guān)聯(lián)、相關(guān)、估計(jì)和綜合等多級(jí)處理,得到被測(cè)對(duì)象的統(tǒng)一估計(jì)。

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