基于特征参数及其动态特性分析的脉冲涡流检测技术研究

发布时间：2017-08-17 19:08

  本文关键词：基于特征参数及其动态特性分析的脉冲涡流检测技术研究

  更多相关文章： 脉冲涡流检测 系统辨识 提离效应 动态轨迹 边缘效应

【摘要】：飞机的多层金属铆接结构中,不同类型的缺陷识别以及定量分析是目前航空无损检测领域上的一个难题,主要是因为不同类型的干扰信号影响着检测结果。所以研究有效的针对不同类型的干扰抑制方法迫在眉睫。脉冲涡流检测技术拥有频谱范围广、检测方便、检测速度快等技术优点,所以在无损检测领域成了研究热点。本论文在参考过大量的国内外文献后,提出了在脉冲涡流检测中干扰信号的分析以及抑制的具体算法。采用了基于系统辨识的方法对提离效应进行分析。这是采用带控制量的自回归(ARX)模型的系统辨识方法分析提离效应。利用传感器处于空气中测得的信号作为输入信号,然后分别以不同提离高度测得的信号作为输出信号,利用最小二乘法对模型的参数估计后分别得到不同参数的ARX模型。模型结果表明系统模型的高频特性可以在检测时用来指示试件内部较深的缺陷不同的提离高度。采用了差分信号峰值斜率的提取方法对提离效应进行分析。根据不同缺陷对应的差分峰值斜率会随着缺陷的增大而减小这一规律建立数据库。实验结果表明,只能适用于表面缺陷的提离效应抑制,对于内部腐蚀的提离效应抑制效果不佳。采用了信号峰值归一化的方法对提离效应进行分析。根据探测器在空气中采集到的信号和在试件的无缺陷处采集的信号作为双参考信号来抑制提离效应。实验结果表明内部腐蚀抑制效果很好,但是对比表面裂纹的抑制效果不佳。所以本方法能用于内部缺陷的提离效应的抑制。采用了特征向量的动态轨迹方法抑制脉冲涡流检测技术中边缘效应的干扰。对探测器扫查轨迹进行FFT,分析各次谐波中以幅值和相位构成的特征向量。通过分析轨迹来判断边缘干扰信号与缺陷信号的差别。并根据这些差别的特征来抑制带有边缘效应的缺陷信号。通过对带有边缘效应的缺陷轨迹进行平移,然后经IFFT后对信号进行合成,最后与只有缺陷信息的差分信号进行校对。实验结果发现边缘效应抑制后的信号与只有缺陷信息的差分信号基本重合,表明抑制效果良好,由此证明此算法的有效性。本论文最后作出了总结,给进一步的研究提供了建议。
【关键词】：脉冲涡流检测 系统辨识 提离效应 动态轨迹 边缘效应
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V267
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.2 脉冲涡流检测理论计算和检测技术发展现状10-14
• 1.2.1 脉冲涡流理论计算的发展现状10-12
• 1.2.2 脉冲涡流检测技术的发展现状12-14
• 1.3 脉冲涡流检测的技术问题研究14-15
• 1.4 本文的主要工作及结构安排15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 脉冲涡流检测技术理论分析17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 脉冲涡流检测的理论分析17-20
• 2.3 脉冲涡流检测的物理基础分析20-24
• 2.3.1 涡流效应原理20-21
• 2.3.2 趋肤效应原理21-22
• 2.3.3 耦合效应原理22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 脉冲涡流检测平台搭建及信号分析25-34
• 3.1 引言25
• 3.2 脉冲涡流检测系统平台简介25-29
• 3.2.1 脉冲涡流检测系统搭建25-26
• 3.2.2 探测器结构的制作26-28
• 3.2.3 被检试件的缺陷规格28-29
• 3.2.4 实验参数设定29
• 3.3 信号的预处理29-30
• 3.4 脉冲涡流检测提离效应的干扰分析30-32
• 3.5 脉冲涡流检测边缘效应的干扰分析32-33
• 3.6 本章小结33-34
• 第四章 脉冲涡流检测提离效应的分析34-48
• 4.1 引言34
• 4.2 基于系统辨识的脉冲涡流信号提离分析34-39
• 4.2.1 系统辨识的理论分析34-36
• 4.2.2 系统辨识模型建立方法及步骤36
• 4.2.3 实验结果分析36-38
• 4.2.4 研究结论38-39
• 4.3 利用差分信号峰值斜率的提取对提离效应的分析39-44
• 4.3.1 算法思想39-40
• 4.3.2 实验结果分析40-43
• 4.3.3 研究结论43-44
• 4.4 利用信号峰值归一化对提离效应的分析44-47
• 4.4.1 方法介绍44
• 4.4.2 实验结果分析44-47
• 4.4.3 研究结论47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 基于动态轨迹分析的边缘效应研究48-58
• 5.1 引言48
• 5.2 动态轨迹的研究背景48-49
• 5.3 脉冲涡流信号的FFT分析49-50
• 5.4 实验设计50-52
• 5.4.1 实验参数设定50
• 5.4.2 实验数据采集规划50-52
• 5.5 动态轨迹识别缺陷与边缘效应的分析52-54
• 5.5.1 针对带有缺陷的横扫分析52-53
• 5.5.2 针对腐蚀缺陷带有边缘效应的纵扫分析53-54
• 5.6 动态轨迹边缘效应的抑制研究54-57
• 5.7 本章小结57-58
• 第六章 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

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 游凤荷,蒋韬,孙砚飞;脉冲涡流磁场特征分析[J];仪表技术与传感器;2003年05期

2 杨宾峰;罗飞路;;改进型脉冲涡流无损检测技术研究[J];计量技术;2007年08期

3 王韫江;王晓锋;李斌;余付平;丁克勤;;管道腐蚀检测中新型脉冲涡流传感器的设计[J];无损检测;2008年11期

4 周德强;田贵云;王海涛;姚恩涛;;小波变换在脉冲涡流检测信号中的应用[J];传感器与微系统;2008年10期

5 王韫江;王晓锋;丁克勤;;基于位置交叉点的脉冲涡流缺陷定量检测技术[J];无损检测;2009年01期

6 周德强;张斌强;田贵云;王海涛;;脉冲涡流检测中裂纹的深度定量及分类识别[J];仪器仪表学报;2009年06期

7 徐晨曦;阙沛文;毛义梅;;脉冲涡流检测系统的设计[J];传感器与微系统;2009年06期

8 石坤;林树青;何得峰;范智勇;李浩;吴鑫;;提离对脉冲涡流壁厚检测的响[J];无损检测;2009年12期

9 尹慧琳;王磊;农静;刘世杭;;用于脉冲涡流检测的新型数据处理方法[J];现代科学仪器;2010年02期

10 武新军;黄琛;丁旭;林树青;沈功田;;钢腐蚀脉冲涡流检测系统的研制与应用[J];无损检测;2010年02期

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 杨宾峰;脉冲涡流无损检测若干关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年

2 徐志远;带包覆层管道壁厚减薄脉冲涡流检测理论与方法[D];华中科技大学;2012年

3 邱选兵;基于脉冲涡流连铸钢坯无损检测理论与实验研究[D];太原科技大学;2013年

4 周德强;航空铝合金缺陷及应力脉冲涡流无损检测研究[D];南京航空航天大学;2010年

5 黄琛;铁磁性构件脉冲涡流测厚理论与仪器[D];华中科技大学;2011年

6 陈天璐;海底管道传感器阵列损伤信息的提取和融合研究[D];上海交通大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 潘辉;铁磁性构件的脉冲涡流无损检测方法研究[D];江苏理工学院;2015年

2 陈骁;基于脉冲涡流技术的多层导电结构内层缺陷检测研究[D];浙江大学;2015年

3 李鸣;脉冲涡流检测有限元仿真分析及检测系统设计研究[D];昆明理工大学;2015年

4 苏斌;脉冲式涡流检测系统激励信号源研制[D];电子科技大学;2014年

5 晏越;提离效应对脉冲涡流检测系统影响及其补偿方法研究[D];电子科技大学;2014年

6 刘幸马可;基于脉冲涡流的铝合金板材缺陷检测方法研究[D];电子科技大学;2014年

7 王太平;压水堆不锈钢覆面焊缝缺陷的脉冲涡流热成像检测技术的研究[D];电子科技大学;2015年

8 蔚道祥;带包覆层铁磁性管道内部腐蚀脉冲涡流检测研究[D];南昌航空大学;2015年

9 刘鑫华;含有缺陷的脉冲涡流检测系统的数值建模方法研究[D];电子科技大学;2014年

10 李朝夕;基于特征量分析的脉冲涡流检测技术研究[D];南昌航空大学;2015年

，

本文编号：690605