電渦流檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及缺陷反演算法研究.pdf

1、電渦流檢測(cè)技術(shù)是在當(dāng)前航空航天、核電、制造等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛且行之有效的一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的電渦流檢測(cè)系統(tǒng)，并對(duì)電渦流缺陷反演算法作了相關(guān)的研究。主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1.介紹了課題的來(lái)源和研究的理論價(jià)值及上程意義，概述了電渦流檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程以及目前的研究狀況，詳細(xì)介紹了直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)在電渦流檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用以及近年來(lái)電渦流檢測(cè)技術(shù)中缺陷預(yù)處理技術(shù)以及反演算法的研究現(xiàn)狀

2、。 2.研究電渦流線圈探頭的阻抗與提離高度的變化關(guān)系，由線圈探頭變壓器等效電路可知：隨著提離高度的增加，渦流對(duì)線圈阻抗的影響逐漸減弱，即線圈電阻減小、感抗增大。通過(guò)對(duì)探頭阻抗信號(hào)的正交分解理論的研究，確定探頭阻抗的幅值信息和相位信息的獲取方式。渦流的趨膚效應(yīng)的結(jié)論推導(dǎo)對(duì)電渦流系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)驗(yàn)中激勵(lì)頻率的選擇有很大的幫助。 3.電渦流系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)從方案論證出發(fā)，分別論證了DDS技術(shù)FPGA方案和集成解決方案在電渦流檢測(cè)系統(tǒng)的可

3、行性，并提出DDS技術(shù)在本系統(tǒng)的應(yīng)用方案；確定方案后，本章從硬件開(kāi)發(fā)和軟件開(kāi)發(fā)兩部分分析了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，系統(tǒng)調(diào)試和測(cè)試結(jié)果表明：本系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。 4.從時(shí)域、頻域以及時(shí)頻結(jié)合法三個(gè)方向研究了電渦流缺陷信號(hào)預(yù)處理技術(shù)。在時(shí)域法方向，主要研究了滑動(dòng)窗口均值法和一階滯后濾波法；在頻域法方向，主要研究利用快速傅立葉變換進(jìn)行濾波；在時(shí)頻結(jié)合法方向，主要研究Biorhogonal小波系、Coiflet小波系、Daubechies小

4、波系以及Symlets小波系在不同閾值規(guī)則下的濾波情況。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，利用時(shí)頻結(jié)合法的小波分析技術(shù)的去噪效果是其中最好的，而小波去噪技術(shù)中基于rigrsure閾值選擇規(guī)則和Biorthogonal小波系的去噪效果最好。 5.對(duì)特征提取方法和缺陷分類(lèi)算法進(jìn)行了研究。對(duì)于特征提取方法，本文研究了主分量分析法(PCA)和核主元分析法(KPCA)這兩種方法；分類(lèi)算法方面主要研究了最近均值分類(lèi)器、K近鄰分類(lèi)器、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器以及支