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基于传感器阵列的脉冲漏磁特征提取技术研究

孙寅春  
【摘要】: 脉冲漏磁技术是将传统漏磁检测技术与脉冲理论相结合的一种新的无损检测技术,具有原理简单、检测效率高、频率量丰富等特点。传感器阵列结构可以对大面积区域进行快速测量,具有减少检测盲区,提高检测效率等优点。近年来,随着传感器工艺技术的迅猛发展,传感器阵列被越来越多的应用于信号检测领域。本课题将两者的优点相结合,建立了一套基于传感器阵列的脉冲漏磁检测系统,通过提取传感器阵列的时域信号特征量,对缺陷的不同几何特征进行识别研究。 文中,首先使用有限元仿真手段得到理想情况下缺陷的漏磁场信号,包括水平磁场分量和垂直磁场分量。通过对不同缺陷模型的漏磁信号分析,得到磁场各分量与缺陷尺寸间的联系。然后,根据实验检测环境设计了一套完整的阵列脉冲漏磁检测系统,包括激励结构、传感器阵列探头、信号调理电路、上位机软件等等,随后使用该系统平台对多个标准试件进行了检测。所检测到的阵列输出信号需进行必要的信号预处理,包括:小波去噪、周期平均,以及为了解决传感器空间分辨率限制而提出的拟合还原手段等等。在时域分析过程中提取每个传感器的峰值作为分析信号,将峰值点的连线作为阵列的输出特性曲线。通过分析不同缺陷几何尺寸下的该特性曲线的特征,并提取相应的特征量,分析了误差的产生原因。随后根据这些特征量提出了对未知的表面缺陷进行识别的一般步骤:首先是缺陷对称性的识别,随后是对称缺陷的宽度、深度,以及非对称性缺陷(倾斜)的倾斜角度识别。同时,根据这个识别步骤设计了一个可以对缺陷轮廓进行简单成像的分析软件。 本文也对信号的频域特性进行了仿真和实验分析,但获得的有效信息较少,文中对这部分的工作做了总结。最后,对进一步的研究工作提出了一些建议。


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