基于全频带小波能量相对熵的脉冲涡流感应信号辨识

脉冲涡流检测是一种新兴的无损检测技术,检测方便、成本低、安全性好,适用于对各种材料缺陷进行在线检测。然而,脉冲涡流感应信号强度微弱、识别困难,必须采用比较有效的信号处理方法对信号进行处理。为了提高脉冲涡流检测系统的精度和正确率,在详细分析了脉冲涡流感应信号特性后,提出了一种基于全频带小波能量相对熵的脉冲涡流感应信号辨识方法。对几种典型脉冲涡流感应信号的采样数据进行多尺度小波分解,并单支重构各尺度小波系数。利用小波变换对局部信号特征的放大作用以及小波相对熵对信号之间差异的辨识优势,计算各尺度小波能量占所有小波系数能量的权重系数,及原始信号在各频带下的小波能量相对熵,然后根据小波能量相对熵对脉冲涡流感应信号的类别进行信号辨识。理论分析和试验表明,该方法能够有效消除干扰,提高无损检测的精度和正确率。     

InSb-In共晶体薄膜磁阻式齿轮转速传感器

介绍一种用锑化铟—铟 (InSb In)共晶体薄膜磁敏电阻 (MR)制成的齿轮转速传感器 (GVS) ,它由磁敏电阻器和信号处理电路两部分构成。磁敏电阻器的噪声约为 95 μV ,磁敏电阻器与齿轮的距离为5mm时 ,输出信号约为 3mV ,信噪比约 30dB ,测量的准确性可与国外同类产品相媲美。     

基于小波变换的轮毂表面裂纹电涡流检测系统

机车车轮轮毂在机车高速运行中容易产生疲劳裂纹,准确的测定裂纹对机车安全运行至关重要,文中提出基于小波变换的轮毂表面裂纹电涡流检测系统;小波分解重构方法应用于检测信号的去噪和滤除干扰,其效果优于传统的电涡流检测信号处理方法,利用此方法可以准确快速的测定轮毂表面裂纹,分辨率可以达到1μm.     

InSb磁敏传感器及其应用（中）

五、InSb磁敏电阻和传感器及应用 1、InSb磁敏电阻 与霍尔器件不同,InSb磁敏电阻像其它电阻器一样是一种纯电阻性两端元件,所不同的是它的电阻随磁场的变化而变化。根据图2中几何磁阻效应原理制造的InSb磁敏电阻的基本结构和电阻值与磁场的特性曲线如图10所示。 由图10(a)可见,一个长方体InSb材料被5条In短路条(它具有金属性质)分割     

小波变换在脉冲涡流检测信号中的应用

脉冲涡流检测方法是涡流检测技术的一个新兴分支.通过实验装置采集了含有噪声的缺陷信号.介绍了小波去噪的基本原理,研究了脉冲涡流检测信号中的去噪问题,采用小波系数去噪对脉冲涡流检测信号进行了处理.实验结果表明:采用小波系数去噪的方法可使缺陷信号的信噪比得到显著的提高.     

基于小波分析的脉冲涡流信号去噪方法研究

应用小波多尺度分解与重构技术和小波包分析技术对脉冲涡流检测信号进行处理,将信号中的噪声分离出来并去除。采用离散小波变换的强制消噪法、软阈值消噪法和不同熵准则的小波包消噪法,对实测的脉冲涡流信号进行消噪。在保留信号中有用成分的前提下,结合信号的信噪比和均方根误差,对消噪方法进行比较和优选。实验结果表明,小波包分析中的Threshold熵准则法效果最好。     

应用小波变换的炮管裂纹漏磁信号去噪研究

采用漏磁法对炮管进行无损检测时,漏磁信号中含有噪声.介绍了小波变换理论,说明去除漏磁信号噪声原理.仿真试验中,选取二阶样条小波为小波函数,选用软阈值函数和固定阈值的方法处理小波系数,结果表明将小波变换应用于炮管漏磁检测中,很好地去除了信号噪声,提取出有用信号的特征.     

脉冲涡流检测信号的消噪处理

小波分析作为一种时频分析工具,特别适用于非平稳信号的分析,并且具有多分辨分析的特点.阐述了小波阈值去噪的基本原理,对脉冲涡流这种典型的非平稳信号进行了小波阁值法去噪的仿真实验,并与传统的FIR和IIR数字低通滤波方法进行了比较,然后对实际的脉冲涡流信号进行了消噪.仿真实验结果和实际消噪结果都表明,该方法能够有效地去除脉冲涡流信号中的噪声,同时又能较好地保留原信号的特征,确保了对缺陷的精确定量,是一种对脉冲涡流信号即有效又适用的去噪方法.     

基于InSb-In磁敏电阻器的双限温度开关的设计

介绍一种用InSb—In共晶体薄膜磁敏电阻器（MR）制成的双限温度开关的温控机理和特性。实验表明：由InSb—In磁敏电阻器和信号处理电路两部分组成的温度开关,具有灵敏度高、控温范围宽的优点,在低温区,其灵敏度可以高达30mV／℃以上,常温下也可达到23mV／℃左右;其上下限温度调整范围为-40～120℃,测温精度可达到±0．1℃。     

应用脉冲涡流检测金属表面裂纹的研究

脉冲涡流检测方法是涡流检测技术的一个新兴分支,有着广泛的应用前景。介绍了应用脉冲涡流检测技术于检测金属表面裂纹。实验结果表明:经综合考虑了裂纹深度、材质对测量结果的影响之后,发现裂纹深度和涡流信号幅值峰值之间有着密切的关联。借此可以初步量化地判断裂纹的深度。     

基于相空间模糊熵算法的金属缺陷形状辨识

提出了一种多线圈涡流无损检测方法,通过相空间模糊熵算法分析涡流信号复杂度,进而实现对金属微小缺陷形状的辨识.为了从足够的测量信息中获取有效的缺陷特征,设计了多线圈传感器模型.通过仿真实验选取适合的传感器参数和激励模式.采用相空间模糊熵算法,研究不同大小、深度、形状的缺陷对涡流信号复杂度的影响.为了准确提取涡流信号的内在规律,获得对缺陷敏感的信号分析结果,对涡流信号进行相空间重构,并在重构的相空间中计算信号的模糊熵.分析结果表明:随着缺陷体积的增加,模糊熵增大,涡流信号的复杂度增加.根据不同形状缺陷的模糊熵均值分布图,可以实现对孔、洞、裂缝3种缺陷较精确的区分.     

小波分析在脉冲涡流无损探伤中的应用

脉冲涡流探伤时,瞬态信号和一次扫描波形中的噪声干扰成分会影响缺陷定量检测的准确度。对于该问题,研究了小波分析在脉冲涡流探伤中的两方面应用。对于瞬态信号,利用小波阈值去噪法对其处理,分析了阈值方法的不同对去噪效果的影响并进行实验验证,并与传统低通滤波进行了比较;对于一次扫描波形,利用小波分解后的近似系数重构信号,再提取峰值扫描曲线。实验结果证明：在瞬态信号的去噪中,软阈值法相比于硬阈值法有更好的去噪效果,其可以在保留真实信号特征的情况下去除噪声,并解决了传统低通滤波会损害真实信号特征的问题,还原了信号的真实峰值和过零时间;使用该方法获得的峰值扫描曲线消去了抖动,极值点时间变得明确,提高了缺陷长度的检测准确度。     

矩形脉冲涡流传感器的缺陷定量检测仿真研究

传统的脉冲涡流传感器由于其结构特点,在实际检测中存在自身激励干扰,使得其对缺陷的检测灵敏度不高。为了提高传感器对缺陷的检测能力,采用矩形传感器对铝板上缺陷进行检测。在分析矩形脉冲涡流传感器检测原理的基础上,采用ANSYS仿真软件建立了矩形脉冲涡流传感器检测模型,对矩形激励下方铝板表面涡流分布进行了仿真计算,研究了缺陷对空间三维磁场的扰动规律。仿真结果表明:矩形传感器能够在铝板表面激励出均匀的感应涡流;当有缺陷存在时,提取三维响应信号的幅值为特征量,分析传感器在扫描路径上不同位置检测幅值的变化特征发现,通过3个信号幅值变化的位置和幅值变化的程度可以实现对缺陷长度,宽度和深度进行定量检测。     

基于LabVIEW的脉冲涡流检测实验系统

针对目前商用脉冲涡流检测系统由于价格昂贵、可扩展性差等不足而难以在实验室应用的问题,设计了一套基于LabVIEW的脉冲涡流检测实验系统.系统软件采用LabVIEW编程,实现了激励方波的产生,检测信号采集、处理与显示,数据保存与回放等功能.利用该系统对Q235钢板圆孔缺陷进行检测实验,结果表明系统各项功能运行正常,检测信号特征与理论预期一致.系统具有操作简单、易修改、可扩展性好等优点,能有效地满足在实验室条件下进行脉冲涡流检测的要求.     

Defect classification based on rectangular pulsed eddy current sensor in different directions

Pulsed eddy current (PEC) testing is a new emerging and effective electromagnetic non-destructive testing (NDT) technique. The main purpose of this study is to identify surface defects and sub-surface defects using features-based rectangular pulsed eddy current sensor. The further study of PEC rectangular sensor proposed in author's previous work has been made to classify the different types of defects in specimen. In different directions of sensor scanning, peak waves of pick-up coil are studied. We find that when sensor is on different position against the defect, peak waves of response signals present the same shape in direction of magnetic induction flux, while present different shapes in direction of exciting current. Experiment results have shown that the different classes of defects can be identified and classified effectively by selecting the rising time as the time domain feature in both directions. For improving the performance of defect classification, two new features from differential response signal are proposed to classify different types of defects combined with rising time. One is called as crossing time; the other is differential time to peak. The blind test is carried out and the results show that the new features are effective to classify the defects.     

基于多重相关法的涡流阵列传感器信号处理研究

分析了多重相关法的基本原理,搭建了用于测试一种平面涡流阵列传感器提离效应的实验平台,并采用多重相关法对其多通道含噪声输出信号进行消噪处理,提取出多通道输出信号同激励输入信号幅值比和相位差信息,并分析了提离距离对输出信号的影响。研究结果表明:将多重相关法应用于该平面涡流阵列传感器的多通道含噪声输出信号的消噪处理效果明显,该算法大大提高弱强度、强背景噪声信号的信噪比;随提离距离的增加,阵列传感器各通道输出信号同激励输入信号的幅值比单调递增,而相位差基本保持不变,这些规律为该传感器的进一步研究与应用提供了参考。     

基于InSb磁敏电阻器的齿轮转速传感器

分析了InSb磁敏电阻器的工作原理和温度特性,讨论了利用偏置磁场作用于半桥磁敏电阻构成齿轮转速传感器的测试原理;针对半导体材料对温度十分敏感的特点,提出了利用浮动零点跟踪技术测试齿轮转速的方法,很好地克服了环境温度及磁场变化对磁敏电阻的影响.实验表明:其响应频率为0.5Hz～12kHz.     

基于隧道磁电阻传感器的脉冲涡流无损检测

目前航空工业多采用铝合金部件,由于航空工业的量轻化等需求导致对铝合金件强度保持有较高的要求,因此对结构材料缺陷的检测尤为重要。为此文章设计了一种基于隧道磁电阻(Tunnel magnetoresistance, TMR)传感器的脉冲涡流无损检测系统方案,对铝合金缺陷参数与被测信号波形的关系进行了研究。首先使用有限元仿真软件COMSOL建模并获取仿真实验数据,证明了脉冲涡流无损检测应用于铝合金材料的可行性;其次,应用仿真结果指导探头设计,进而设计出检测系统,采取实物实验结果与仿真建模分析结果进行对比的方法,实验验证了检测系统的准确性、可靠性和在工程应用中的可行性;最后分析和讨论了缺陷宽度和缺陷深度的无损检测结果。为TMR传感器工程应用确立了实验基础。     

基于小波变换的脉象信号特征提取方法

为了较好地区分正常人与心脏病人的脉象信号，利用小波变换奇异性检测功能与多尺度分辨特性，提出了两种提取脉象信号特征的方法：连续小波变换法和二进小波变换法。在此基础上，构造了两种特征向量：小波变换系数的尺度——主波峰值和小波变换的尺度——能量值。经过对临床采集的235例脉象信号的处理与分析统计，所得数据具有较好的重复性与稳定性，可以作为用于脉象信号识别的特征向量。