多层导电结构缺陷电涡流扫描检测信号预处理技术研究

应用小波多分辨分解及重构技术和小波包分析技术进行检测信号预处理(噪声和干扰信号分离与去除)的基本原理,结合电涡流扫描检测实验,采用离散小波变换强制消噪法、软阈值消噪法和不同熵准则的小波包分析消噪法对检测信号进行预处理,并以SNR和RMSE为判断消噪效果好坏的标准,进行了效果的比较和优选.从理论分析和实验研究结果可知,分离提离等干扰信号,可采用强制法;消除高频噪声,采用基于Shannon熵准则的WPA法,效果最好.     

多层导电结构电涡流扫描检测缺陷自动识别和分类技术研究

多层导电结构涡流检测中,缺陷的自动识别和分类是急需解决的重要问题.提出了一种新的缺陷信号自动检测识别和分类方法,首先采用幅值中值预判和小波分析方法进行信号预处理,自动识别并提取包含缺陷的涡流检测信号片段;然后运用主分量分析法对含有缺陷的信号片段进行特征提取;接着构建最近均值、K近邻、BP网络和支持向量机四种分类器对缺陷信号进行分类;最后进行了实验研究,对多层导电结构三种形状缺陷的扫描检测信号进行识别和分类,验证了本文所提出方法的有效性,并比较了各分类器的性能,根据识别和分类错误率大小,可看出支持向量机分类器具有较好的鲁棒性和稳定性.     

多层导电结构隐藏腐蚀涡流检测的有限元仿真

研究多层导电结构材料腐蚀检测优化问题,多层结构存在隐蔽性易漏检的难点。针对内部腐蚀缺陷难以有效检测问题,提出利用含隐藏腐蚀缺陷的多层导电结构线圈阻抗变化级数模型求解,获得影响线圈阻抗变化的相关参数。在有限元软件上,对含腐蚀多层导电结构上方线圈的阻抗变化,与一种Maxwell方程组、矢量磁位和空间解域截取的级数展开快速解析方法,进行了仿真计算,并分别对探头线圈激励频率、探头提离高度、多层导电结构表层厚度、探头尺寸等因素进行对比,所得结果吻合,并验证了结果的正确性和有效性,提高检测多层导电结构隐藏腐蚀缺陷的灵敏度,可为多层导电结构复杂缺陷的检测提供理论指导。     

基于GMR传感器的电涡流检测系统关键技术研究

设计了一种基于巨磁电阻（GMR）的新型电涡流探头及其检测实验系统,重点阐述了系统的工作原理、系统各部分所采用的关键技术及设计中需注意的问题,并对多层铝板试件进行了检测实验研究。实验结果表明：设计的GMR电涡流探头在多层导电结构深层缺陷检测时,与相应的线圈式探头相比,具有更高的灵敏度和更强的深层缺陷检测能力。     

多层导电结构缺陷位置和尺寸的无损估计方法研究

针对多层导电结构缺陷位置和尺寸的识别问题,基于脉冲涡流检测数据,提出一种多层导电结构缺陷位置和尺寸的无损估计方法(NEM).NEM采用傅里叶变换和希尔伯特黄变换等方法,提取时域和频域上共47维特征.提出基于AIC+Fisher的特征降维方法,选择最优的特征降维维度,减少特征冗余且降维后的特征能更好表征缺陷类型,提高分类器的识别效率.最后利用支持向量机(SVM)构造分类器,采用粒子群算法对分类器模型参数进行寻优,从而实现多层导电结构缺陷位置和尺寸的识别.实验结果表明:NEM能够适用于多层导电结构的缺陷位置识别和缺陷尺寸识别,提高了识别的查全率和查准率,降低了缺陷尺寸识别的平均误差值,优于SVM47、AF_F、Fisher47和AF_R等方法.     

电涡流式纸币厚度传感器设计

点钞机主要依靠磁性安全线、磁性油墨、光学特征等特征来识别伪钞,部分伪钞或残旧钞票粘贴有大小、位置不同的透明胶纸也要区分,难以通过现有技术识别。设计了一种多段机械式厚度传感器,将纸币的厚度转化为机械位移,利用基于TI公司的LDC1000电感数字转换器组成的精密位移传感器实现纸币不同部位厚度的定位检测。首先阐述了机械式厚度传感器的结构与工作原理,并介绍采用TI公司提供的WEBENCH?Designer LDC1000工具设计传感器电路系统。初步试验结果表明,该传感器可在1 mm检测范围内达到优于5μm的分辨率,检测速率达到10 kHz,满足纸币厚度检测要求。     

金属厚度的脉冲涡流无损检测研究

脉冲涡流无损检测技术是一种新的检测技术。通过应用脉冲涡流测量方法,从理论上分析了感应电流与金属厚度之间对应的变化关系,从中得到了感应电流峰值高度、第1次峰值到达时间和穿过零点的时间这3个特征信号。根据这3个特征量,可推测出被测金属和线圈之间距离、被测金属的厚度,误差小于2%。     

电涡流传感器在铝箔厚度测量中的应用

采用双频激励的低频透射式电涡流传感器在线测量铝箔厚度,同时,检测了铝箔表面温度,从而实现了多参数检测。为了减小传感器的非线性误差,消除铝箔厚度及其表面温度间的交叉敏感对其厚度检测所带来的影响,采用免疫算法实现多参数数据拟合。实测结果表明这种数据拟合消除了铝箔表面温度对铝箔厚度测量的影响,提高了检测精度,测量范围达到1～100μm,分辨力达到0.01μm。     

脉冲涡流在金属厚度检测中的应用研究

脉冲涡流无损检测技术是一种新的检测技术。通过实验研究，并对采集得到的数据进行分析可以发现感应电压曲线的面积差与被测铝板的厚度、被测金属和线圈之间的距离有密切的关系。测试的结果和用最小二乘法拟舍得到的数据曲线较好吻合，证明了采用脉冲涡流检测金属厚度的可行性。     

脉冲涡流厚度检测仿真与实验研究

基于瞬态磁场的轴对称特性,利用有限元方法建立了脉冲涡流厚度检测的理论模型。仿真分析了被测金属板材在不同电导率和厚度参数时的探头差分信号并选择探头差分信号峰值作为信号特征。经分析发现：电导率一定时,差分信号峰值随被测金属板材厚度的增加呈递增趋势;被测金属板材厚度相同时,电导率越大差分信号峰值就越大。运用建立的试验系统进行实验研究,结果表明,实验与仿真结论一致,表明了所建模型的正确性和仿真结果的可信性。     

双金属材料电涡流差动测厚方法及应用

针对双金属材料厚度的电涡流测量,采用有限元方法仿真分析了双金属材料几何尺寸、不同的双金属层厚、电涡流传感器激励频率等对测量灵敏度的影响;给出了电涡流差动测厚的实用公式,并现场应用于汽车发动机双金属材料止推片厚度的检测,测量精度达到微米级.     

阵列脉冲涡流腐蚀缺陷成像检测技术研究

脉冲涡流是近几年迅速发展起来的一种无损检测新技术,其宽频谱的激励方式在大面积复杂结构的检测中可获得较多的缺陷信息,因而成为目前航空无损检测领域的一个研究热点;研究了阵列脉冲涡流腐蚀缺陷成像检测的原理,设计了腐蚀缺陷检测的软硬件,重点介绍了硬件中的阵列探头结构设计和软件中的多传感器数据融合设计,最后给出了成像检测结果,实验结果表明该方法具有成像速度快、成像模式多样的优点,非常适合应用于对大面积结构中腐蚀缺陷的成像检测.     

涡流阵列传感器半解析模型的直接FFT构建方法

针对分布式激励源涡流阵列传感器半解析模型的构建问题,提出了传感器半解析模型的直接FFT构建方法。该方法首先通过虚拟采样和FFT得到传感器导线界面处线电流密度的傅里叶变换系数,然后根据层状介质空间中场量傅里叶变换系数传递关系,经反FFT得到场量的空间分布。建模过程和数值计算结果表明此方法不仅简化了半解析模型的建立过程,而且直接将激励源导线宽度考虑在建模过程之中,提高了建模精度;建立了该传感器的应用物理模型,数值仿真结果表明该传感器对其周围介质空间的电磁属性较为敏感,可望将该类型的传感器运用于金属结构的在线监测之中。     

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.     

脉冲涡流矩形传感器的多维信号特征分析与缺陷识别

脉冲涡流是一种可以对飞机结构中缺陷进行有效检测的电磁无损检测技术.本文设计了三维检测传感器,并对矩形激励传感器中的多维检测信号进行了研究.分别在传感器不同扫描方向下,对三维检测传感器的Bx、By与Bz曲线进行了特征分析.实验证明取其中任意两路信号都可构成蝶形图,可以有效地实现缺陷的判别.对检测信号进行特征分析后,不仅可以判断缺陷的有无,还可以评估缺陷的长度,深度等信息,为进一步实现飞机机身缺陷的定量检测提供了有价值的参考.脉冲涡流技术将会在航空无损检测领域发挥重大的作用.     

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.