數(shù)據(jù)融合在鋼管損傷識別系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、鋼管由于其所具有的良好特性在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活中扮演著重要的作用，具有“工業(yè)的骨骼”的美譽。在享受著鋼管為我們提供的便利性的同時，也應(yīng)關(guān)注每年因鋼管生產(chǎn)質(zhì)量不過關(guān)或使用過度等損傷引起的各種事故，為了避免事故頻發(fā)，針對鋼管的損傷識別研究就顯得特別有意義。
　　本文針對鋼管損傷識別技術(shù)進(jìn)行研究，以多種無損檢測方法中應(yīng)用特別廣泛的漏磁檢測為研究對象，提出了在鋼管損傷識別系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)據(jù)融合和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以此為基礎(chǔ)的同時輔以

2、移動通信技術(shù)來達(dá)到實現(xiàn)鋼管損傷識別遠(yuǎn)程化的目的。本文的主要工作如下:
　　(1)對無損檢測技術(shù)的主要內(nèi)容及其包含的主要技術(shù)作出了介紹，結(jié)合各種技術(shù)的特點和應(yīng)用范圍等選擇了漏磁檢測作為本文的主要研究對象，對漏磁檢測技術(shù)中漏磁信號與鋼管損傷參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了分析，同時根據(jù)漏磁檢測中不同磁化方案、數(shù)據(jù)采集方案的優(yōu)缺點作出分析，選定了適用于本損傷識別系統(tǒng)的永磁體磁化的磁化方案和霍爾傳感器的數(shù)據(jù)采集方案。
　　(2)對數(shù)據(jù)融合技術(shù)進(jìn)

3、行了詳細(xì)的介紹，包括概念、特點、層次、結(jié)構(gòu)、常用方法等，在對鋼管損傷識別系統(tǒng)設(shè)計過程中的具體特性進(jìn)行了充分的研究基礎(chǔ)上，設(shè)計了包括數(shù)據(jù)層和決策層的兩層數(shù)據(jù)融合算法。數(shù)據(jù)層融合是利用中值濾波算法融合單個霍爾傳感器的多次測量結(jié)果以提高所采集信號的準(zhǔn)確性;決策層融合是對所采集的軸向和徑向漏磁信號分量的峰值與脈寬進(jìn)行融合得出鋼管損傷的具體參數(shù)，采用的是GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。對所選定的數(shù)據(jù)融合方法展開了詳細(xì)的介紹，同時還介紹了它們具體的實現(xiàn)方式，并

4、對比了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與GA-BP網(wǎng)絡(luò)的性能。
　　(3)對鋼管損傷識別系統(tǒng)進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計。以ZigBee網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)設(shè)計的鋼管損傷識別系統(tǒng)，硬件設(shè)計部分主要包括漏磁檢測的磁化磁路設(shè)計、傳感器選型、終端節(jié)點設(shè)計、網(wǎng)關(guān)節(jié)點等設(shè)計;軟件設(shè)計部分以系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)流向為切入點，對數(shù)據(jù)流經(jīng)的各個重要環(huán)節(jié)的軟件設(shè)計作出了介紹，最后使用LabVIEW設(shè)計了鋼管損傷識別系統(tǒng)的上位機界面，同時進(jìn)行了應(yīng)用程序和安裝程序的生成以便于損傷系統(tǒng)的移植。