管道檢測系統(tǒng)噪聲分析與自適應(yīng)噪聲抵消研究.pdf

1、企業(yè)生產(chǎn)過程中,必須定期檢測各種工業(yè)管道質(zhì)量狀況,準(zhǔn)確判定管道缺陷位置及其擴(kuò)展趨勢,進(jìn)而預(yù)測管道報廢期限.近年來,在鐵磁性管道檢測方面,有人將漏磁檢測技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)鋼管質(zhì)量檢測,實(shí)現(xiàn)了可視化、無盲區(qū)、自動化動態(tài)檢測.然而,目前該類檢測系統(tǒng)通常存在只能進(jìn)行缺陷定位,不能有效檢測缺陷類型且檢測準(zhǔn)確率不高等不足.其原因是檢測得到的微弱有用信號被大量噪聲淹沒,不能有效提取缺陷信號特征,滿足缺陷識別等后續(xù)信號處理要求,因此需進(jìn)一步研究管道檢測系統(tǒng)

2、噪聲消除方法和技術(shù). 目前管道檢測系統(tǒng)中用到的消除干擾的方法主要有傳統(tǒng)的低通濾波器、軟件除噪以及改善機(jī)械結(jié)構(gòu)等.這些方法可以在一定程度上減少噪聲干擾,但效果并不理想.本文以漏磁檢測系統(tǒng)的應(yīng)用為例,做了以下幾方面工作. 文中首先分析了管道檢測系統(tǒng)各種噪聲源,針對噪聲特點(diǎn)提出了一些行之有效的方法.對于系統(tǒng)噪聲應(yīng)設(shè)計(jì)低噪聲電路;對于外界干擾歸納了抑制干擾源、消除干擾耦合途徑等3類抑制干擾噪聲的方法. 接著,在理論上論述

3、了自適應(yīng)濾波原理,對自適應(yīng)噪聲抵消技術(shù)的關(guān)鍵部分--自適應(yīng)濾波器算法進(jìn)行了詳細(xì)討論.分析了LMS、NLMS和RLS算法的優(yōu)缺點(diǎn),仿真驗(yàn)證了各自適應(yīng)算法及其影響參數(shù),通過比較得出一些有益的結(jié)論.隨后利用NLMS算法,設(shè)計(jì)了自適應(yīng)噪聲抵消系統(tǒng)處理漏磁信號數(shù)據(jù),有效消除了工頻干擾以及兩路噪聲線性相關(guān)情況下的噪聲影響. 為了減少硬件結(jié)構(gòu),降低檢測系統(tǒng)復(fù)雜程度,試驗(yàn)中還采用數(shù)字信號處理的相關(guān)算法,設(shè)計(jì)自適應(yīng)陷波器,通過軟件濾波器濾除工頻干

4、擾.試驗(yàn)表明該自適應(yīng)陷波器可以有效跟蹤干擾頻率變化,消除工頻干擾影響. 最后,針對兩路信號中的噪聲為非線性相關(guān)的情況,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高度的并行性、非線性、變換能力和學(xué)習(xí)能力等特點(diǎn),設(shè)計(jì)了自適應(yīng)非線性濾波器--基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)噪聲抵消系統(tǒng).試驗(yàn)表明,該系統(tǒng)能有效消除噪聲并具有較強(qiáng)的容錯能力. 針對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法所需儀器設(shè)備多、系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期長、調(diào)整困難等缺點(diǎn),試驗(yàn)采用了一種便捷的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案.該方案采用Matlab軟件的Si