基于特征量分析的脉冲涡流检测技术研究

发布时间：2017-08-13 05:17

  本文关键词：基于特征量分析的脉冲涡流检测技术研究

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【摘要】：飞机多层金属结构中缺陷的检测识别和定量分析是目前航空无损检测领域面临的一个现实挑战。脉冲涡流检测技术是近年发展起来的一种新的涡流检测技术,由于具有频谱丰富、操作简单、成本低等技术优点,成为了无损检测领域的研究热点。本文在分析了国内外脉冲涡流检测技术研究现状基础上,通过提取不同的特征量,主要开展了基于特征量分析的脉冲涡流检测技术研究。采用了主成分分析(PCA)方法进行信号分类识别研究。提取并分析纯提离信号、纯腐蚀信号及提离腐蚀混合信号的前三个主成分。分析结果表明,使用PCA方法,能够识别出纯提离信号,并且能够识别不同埋深纯腐蚀信号。结合k-means聚类算法,可以将纯提离信号与其他信号完全分类。基于高通滤波方法进行提离效应抑制。提出了一种新的特征量即高通滤波信号的差分峰值用来指示提离的高度,该特征量具有明确的物理背景。基于新的特征量,提出了一种提离抑制方法,进行了实验。结果表明,该方法能够有效抑制脉冲涡流检测中的提离效应。将特征向量的动态轨迹用于脉冲涡流检测技术。利用FFT的结果的动态轨迹进行缺陷检测和提离效应的抑制。分析两个奇次谐波的动态轨迹,识别缺陷存在、缺陷是否受提离影响及识别缺陷的埋深。采用FFT的幅度和相位两个特征量构成特征向量,用其动态轨迹进行提离效应抑制,取得了很好的抑制效果。论文最后进行了总结,并对进一步的研究工作给出了建议和意见。
【关键词】：脉冲涡流检测 特征向量 提离 主成分分析 动态轨迹
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V267
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 脉冲涡流检测技术概述9-14
• 1.2.1 脉冲涡流检测技术国内外研究进展和现状9-11
• 1.2.2 脉冲涡流检测信号特征量提取的研究现状11-13
• 1.2.3 脉冲涡流检测技术的研究热点13-14
• 1.3 本文的主要工作及结构安排14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 脉冲涡流检测的理论分析16-24
• 2.1 脉冲涡流的基本理论16-18
• 2.2 脉冲涡流检测的物理基础18-22
• 2.2.1 电涡流效应18-19
• 2.2.2 趋肤效应19-20
• 2.2.3 提离效应20-22
• 2.2.4 激励及瞬态感应22
• 2.3 脉冲涡流检测的基本原理22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 脉冲涡流检测缺陷分类识别研究24-34
• 3.1 脉冲涡流检测实验装置简介24-27
• 3.1.1 脉冲涡流检测系统24-25
• 3.1.2 腐蚀缺陷试样的设计25-26
• 3.1.3 裂纹缺陷试样的设计26-27
• 3.1.4 实验参数设定27
• 3.2 脉冲涡流检测信号的预处理27-28
• 3.3 脉冲涡流检测PCA特征提取及缺陷分类28-33
• 3.3.1 提取PCA特征量28-30
• 3.3.2 基于PCA特征量的缺陷识别30-32
• 3.3.3 基于K-means聚类算法的缺陷分类32
• 3.3.4 研究结论32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 脉冲涡流检测提离效应抑制的研究34-44
• 4.1 提离效应对检测信号的影响34-36
• 4.2 标定提离高度特征量的提取36-38
• 4.3 提离效应抑制方法的研究38-43
• 4.3.1 技术方案38-40
• 4.3.2 实验验证40
• 4.3.3 腐蚀缺陷的提离抑制结果40-42
• 4.3.4 裂纹缺陷的提离抑制结果42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第五章 基于动态轨迹分析的脉冲涡流检测技术研究44-58
• 5.1 特征向量动态轨迹研究背景44
• 5.2 脉冲涡流信号的FFT分析44-46
• 5.3 实验设计46-47
• 5.3.1 实验参数设定46
• 5.3.2 实验种类及数据采集设计46-47
• 5.4 谐波频谱的动态轨迹分析47-48
• 5.5 动态轨迹缺陷检测技术研究48-51
• 5.5.1 识别缺陷存在的研究48-49
• 5.5.2 识别信号和缺陷类型的研究49-50
• 5.5.3 识别缺陷埋深的研究50-51
• 5.6 动态轨迹提离抑制技术研究51-57
• 5.7 两种提离效应抑制方法的对比57
• 5.8 本章小结57-58
• 第六章 论文总结与展望58-60
• 6.1 论文总结58-59
• 6.2 展望59-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士期间取得的学术成果64-65
• 致谢65-66

【共引文献】

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本文编号：665573