基于脉冲涡流信号主成分分析的金属测厚研究

发布时间：2016-11-25 16:00

  本文关键词：基于脉冲涡流信号主成分分析的金属测厚研究，由笔耕文化传播整理发布。

《西安理工大学》 2008年

基于脉冲涡流信号主成分分析的金属测厚研究

周昊  

【摘要】： 在无损检测中,对于金属板材或者金属设备的厚度测量,由于测量条件的限制,传统的测量方法在某些场合很难达到理想的测量效果。涡流无损检测技术具有灵敏度高、检测速度快、非接触等特点而广泛应用于金属厚度检测。它的原理是当载有交变电流的检测线圈靠近金属导体时,在导体中产生涡流,该涡流又影响原线圈磁场,使得线圈的感应电压发生变化,通过分析线圈阻抗或感应电压的变化来获得被测导体的信息。 脉冲涡流(PEC)检测技术作为无损检测领域里的一项新技术,与传统的涡流检测相比,脉冲涡流具有信息量大、不易受干扰等许多优点,但如何对单线圈脉冲涡流信号进行精确的分析,得到准确反映被测金属的厚度信息,目前还没有最佳的方法。 本文对脉冲涡流检测技术中的信号分析进行了深入的研究。针对单线圈脉冲涡流检测金属厚度中的响应信号,通过主成分分析(PCA)原理,提出了新的基于脉冲涡流信号主成分分析的金属厚度检测方法,并对该方法进行了仿真研究,对测量结果进行了分析,给出了误差分析结果,证实了这种信号分析方法在金属测厚方面应用的可行性。最后在实验的基础上,验证了这种方法可以在脉冲涡流检测金属厚度中获得较好的效果。 论文的最后,对本文的工作进行了总结,并对进一步的研究工作提出了一些建议。

【关键词】：
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH878
【目录】：

摘要3-4

Abstract4-7

1 绪论7-15

1.1 课题背景及意义7

1.2 无损检测及脉冲涡流检测技术简介7-9

1.3 脉冲涡流检测技术的最新进展及发展趋势9-12

1.3.1 脉冲涡流技术的特点及优势9-10

1.3.2 脉冲涡流技术国外研究现状10-11

1.3.3 脉冲涡流技术国内研究现状11

1.3.4 脉冲涡流检测技术的发展趋势11-12

1.4 论文研究内容12-15

2 脉冲涡流检测技术的基本原理及应用15-21

2.1 脉冲涡流检测原理15

2.2 检测系统构成15-16

2.3 检测传感器及其信号介绍16-18

2.4 脉冲涡流信号的分析原理18-19

2.5 小结19-21

3 脉冲涡流信号的主成分分析及应用21-27

3.1 主成分分析简介21-25

3.1.1 主成分分析基本定义和性质22-23

3.1.2 主成分分析的基本算法和步骤23

3.1.3 对数据的要求23-24

3.1.4 特征向量的确定24-25

3.2 脉冲涡流信号主成分分析的应用25-26

3.3 脉冲涡流信号PCA处理中的相关问题的解释26

3.4 小结26-27

4 基于主成分分析的金属测厚仿真研究27-43

4.1 阻抗模型的计算27-28

4.2 线圈阻抗计算中的相关问题解释28-34

4.2.1 函数(?)(k，t)的计算式29-30

4.2.2 计算精度的确定30-31

4.2.3 数值积分法的选择31

4.2.4 脉冲涡流响应信号的理论计算31-32

4.2.5 基于matlab的实验仿真计算32-33

4.2.6 计算结果分析33-34

4.3 脉冲涡流信号主成分分析34-35

4.4 基于脉冲涡流信号PCA分析的厚度特征值计算35-37

4.5 基于神经网络的金属厚度计算37-41

4.5.1 人工神经网络的基本特征38-39

4.5.2 前向网络和BP算法39-40

4.5.3 基于BP网络的金属厚度计算40-41

4.6 小结41-43

5 基于主成分分析的金属测厚实验验证43-49

5.1 实验系统介绍43-44

5.2 实验数据的处理44-47

5.3 实验结果及误差分析47-48

5.4 小结48-49

6 总结与展望49-50

致谢50-51

参考文献51-53

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本文编号：192331