電渦流檢測系統(tǒng)開發(fā)及缺陷反演算法研究.pdf

1、電渦流檢測技術(shù)是在當(dāng)前航空航天、核電、制造等多個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛且行之有效的一種無損檢測技術(shù)。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目，開發(fā)了相應(yīng)的電渦流檢測系統(tǒng)，并對電渦流缺陷反演算法作了相關(guān)的研究。主要工作和創(chuàng)新點如下： 1.介紹了課題的來源和研究的理論價值及上程意義，概述了電渦流檢測技術(shù)的發(fā)展過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)在電渦流檢測領(lǐng)域的應(yīng)用以及近年來電渦流檢測技術(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，渦流對線圈阻抗的影響逐漸減弱，即線圈電阻減小、感抗增大。通過對探頭阻抗信號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)對電渦流系統(tǒng)開發(fā)與實驗中激勵頻率的選擇有很大的幫助。 3.電渦流系統(tǒng)的開發(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，本章從硬件開發(fā)和軟件開發(fā)兩部分分析了系統(tǒng)的實現(xiàn)過程，系統(tǒng)調(diào)試和測試結(jié)果表明：本系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期設(shè)計目標(biāo)。 4.從時域、頻域以及時頻結(jié)合法三個方向研究了電渦流缺陷信號預(yù)處理技術(shù)。在時域法方向，主要研究了滑動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。通過大量實驗驗證，利用時頻結(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.對特征提取方法和缺陷分類算法進(jìn)行了研究。對于特征提取方法，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；分類算法方面主要研究了最近均值分類器、K近鄰分類器、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器以及支