脈沖渦流檢測中的信號采集及處理方法.pdf

1、近年來，頻頻發(fā)生的空難，多數(shù)是由于機身表面或者內(nèi)部出現(xiàn)的一些微小缺陷引起的，所以對機身結(jié)構(gòu)的缺陷檢測成為了航空無損檢測領(lǐng)域的研究熱點。脈沖渦流檢測技術(shù)是一種新興的無損檢測技術(shù)，因其采用寬頻帶的脈沖激勵信號，能夠獲得更多的檢測信息，從而被廣泛應用于缺陷分類識別和定量評估方面。目前，對脈沖渦流檢測缺陷的研究主要集中在時域上，而對脈沖渦流信號的豐富的頻譜信息的應用較少，并且時域信號的干擾因素較多，所以造成檢測誤差較大。因此，為保證脈沖渦流檢測

2、信號來源的可靠性，提高缺陷檢測的準確率，本文對脈沖渦流檢測信號的采集及處理方法進行了研究。具體研究內(nèi)容為：
　　1、對脈沖渦流檢測相關(guān)理論的研究。首先，通過對渦流效應的引入，對脈沖渦流檢測原理進行了深入分析，為信號采集系統(tǒng)的設(shè)計提供理論支撐。通過對激勵信號的特性及脈沖渦流響應信號的分析，指出缺陷檢測主要利用檢測信號的瞬態(tài)信息，為后期的信號處理奠定了基礎(chǔ)。
　　2、脈沖渦流檢測中信號采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。重點通過有限元仿真的方

3、法，分析不同探頭參數(shù)對磁場的影響，完成探頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計，提高了檢測靈敏度。然后，提出了一種虛擬儀器與采集卡結(jié)合的方法，設(shè)計了序列脈沖激勵信號，并通過編寫數(shù)據(jù)采集程序完成對檢測信號的采集，實現(xiàn)實時顯示和存儲。這種將檢測信號的采集與激勵信號的發(fā)生集于一體的設(shè)計，提高了激勵信號的質(zhì)量，為檢測信號的可靠性提供了保證。
　　3、脈沖渦流檢測的信號處理及特征提取。為了準確提取特征量，提出一種新的EMD（經(jīng)驗模態(tài)分解）信號預處理方法，從而得到高信

4、噪比的渦流差分信號。接著，分別從時域、頻域?qū)Σ罘中盘栠M行分析并提取了特征量。最后，為了對缺陷進行更有效的檢測，提出一種WT-PSD（小波變換—功率譜密度）的方法，對渦流信號的功率譜密度進行分析并提取時頻域特征量。
　　4、缺陷的定量評估與分類識別。通過時域、頻域及時頻域三種方法分別對表面、亞表面缺陷及金屬腐蝕三種類型缺陷檢測信號進行處理與分析。結(jié)果表明，相對于時域與頻域的特征量，時頻域的特征量更直觀、有效的實現(xiàn)了缺陷分類識別和定量