基于漏磁成像原理的鋼絲繩局部缺陷定量檢測技術(shù)研究.pdf

1、目前鋼絲繩在諸多工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，其安全使用具有重要的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。鋼絲繩無損檢測以判別在役鋼絲繩的殘余強(qiáng)度(承載能力)、確定其更換日期為最終目標(biāo)，而缺陷的定量檢測是實現(xiàn)該目標(biāo)的前提?，F(xiàn)有的電磁探傷設(shè)備大多只給出鋼絲繩表面一維的漏磁信號(即周向的綜合漏磁信息沿軸向的分布)，通過分析該信號的特征并結(jié)合資深者的經(jīng)驗對缺陷進(jìn)行識別，這種基于一維信號的無損檢測方式目前已可定性檢出絕大多數(shù)嚴(yán)重?fù)p傷，但因缺陷漏磁信號的復(fù)雜性與多態(tài)性、

2、周向漏磁信息分布的缺失等因素，與定量檢測還有較大差距。
　　本文以提高鋼絲繩局部缺陷定量分析的準(zhǔn)確度為目標(biāo)，以基于二維漏磁場成像的缺陷特征量提取及定量識別算法為研究方向，在如下幾個方面進(jìn)行了理論研究和工程實踐：
　　1.分析了基于磁偶極子模型的典型缺陷一維漏磁場的計算模型，給出二維漏磁場的計算方法及仿真模型，為后續(xù)二維漏磁場的檢測提供了有效的參考。
　　2.研究了鋼絲繩二維漏磁檢測技術(shù)，建立了基于霍爾傳感器陣列的鋼絲繩

3、檢測硬件平臺，解決了多通道傳感器信號的協(xié)同、等空間采樣及傳輸問題，獲取了鋼絲繩表面軸向和周向二維的漏磁信息，為缺陷的定量識別奠定了基礎(chǔ)。
　　3.針對股波信號能量大、頻帶窄的特點，提出了一種參數(shù)自適應(yīng)的空間陷波濾波算法。該算法可對任意參數(shù)的螺旋狀鋼絲繩自動搜索最佳的陷波頻點，進(jìn)而濾除信號中的股波分量，該算法還可使濾波器參數(shù)自動適應(yīng)鋼絲繩結(jié)構(gòu)的變化，更換不同結(jié)構(gòu)的鋼絲繩時無需人工調(diào)整濾波參數(shù)。
　　4.針對參數(shù)自適應(yīng)空間陷波濾

4、波算法容易使軸向跨度較小的缺陷信號產(chǎn)生畸變的問題，提出了基于小波包分析的二維鋼絲繩信號消噪算法，在抑制股波背景噪聲的同時，較好地消除了高頻隨機(jī)噪聲，而且達(dá)到了數(shù)據(jù)壓縮的目的。
　　5.為了進(jìn)行特征提取，對消噪后的缺陷信號進(jìn)行平滑、并轉(zhuǎn)化為灰度圖，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于灰度分段線性變換的缺陷信息增強(qiáng)算法，壓縮了噪聲信號所在的灰度范圍，同時拉伸了缺陷信號的灰度范圍，既削弱了殘余噪聲對整體灰度圖的影響，又增強(qiáng)了缺陷信息的特征。

5、　　6.研究了基于漏磁成像的缺陷信號特征提取方法，包括缺陷灰度圖的尺度歸一化和灰度歸一化方法以及基于K-L變換的特征提取，尺度歸一化搜索灰度圖中缺陷區(qū)域的中心，并以此為中心以一定尺寸將缺陷區(qū)域分離出來，灰度歸一化將同類缺陷的圖像拉伸到相同的灰度級，而對不同種類的缺陷則以不同的灰度范圍反映其幅值差異，最后通過 K-L變換解除歸一化的灰度圖像各分量之間的相關(guān)性，保留缺陷最重要的特征并舍棄次要特征，實現(xiàn)缺陷灰度圖的特征提取。
　　7.研