基于漏磁成像原理的鋼絲繩局部缺陷定量檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、目前鋼絲繩在諸多工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，其安全使用具有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。鋼絲繩無(wú)損檢測(cè)以判別在役鋼絲繩的殘余強(qiáng)度(承載能力)、確定其更換日期為最終目標(biāo)，而缺陷的定量檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的前提?，F(xiàn)有的電磁探傷設(shè)備大多只給出鋼絲繩表面一維的漏磁信號(hào)(即周向的綜合漏磁信息沿軸向的分布)，通過(guò)分析該信號(hào)的特征并結(jié)合資深者的經(jīng)驗(yàn)對(duì)缺陷進(jìn)行識(shí)別，這種基于一維信號(hào)的無(wú)損檢測(cè)方式目前已可定性檢出絕大多數(shù)嚴(yán)重?fù)p傷，但因缺陷漏磁信號(hào)的復(fù)雜性與多態(tài)性、

2、周向漏磁信息分布的缺失等因素，與定量檢測(cè)還有較大差距。
　　本文以提高鋼絲繩局部缺陷定量分析的準(zhǔn)確度為目標(biāo)，以基于二維漏磁場(chǎng)成像的缺陷特征量提取及定量識(shí)別算法為研究方向，在如下幾個(gè)方面進(jìn)行了理論研究和工程實(shí)踐：
　　1.分析了基于磁偶極子模型的典型缺陷一維漏磁場(chǎng)的計(jì)算模型，給出二維漏磁場(chǎng)的計(jì)算方法及仿真模型，為后續(xù)二維漏磁場(chǎng)的檢測(cè)提供了有效的參考。
　　2.研究了鋼絲繩二維漏磁檢測(cè)技術(shù)，建立了基于霍爾傳感器陣列的鋼絲繩

3、檢測(cè)硬件平臺(tái)，解決了多通道傳感器信號(hào)的協(xié)同、等空間采樣及傳輸問(wèn)題，獲取了鋼絲繩表面軸向和周向二維的漏磁信息，為缺陷的定量識(shí)別奠定了基礎(chǔ)。
　　3.針對(duì)股波信號(hào)能量大、頻帶窄的特點(diǎn)，提出了一種參數(shù)自適應(yīng)的空間陷波濾波算法。該算法可對(duì)任意參數(shù)的螺旋狀鋼絲繩自動(dòng)搜索最佳的陷波頻點(diǎn)，進(jìn)而濾除信號(hào)中的股波分量，該算法還可使濾波器參數(shù)自動(dòng)適應(yīng)鋼絲繩結(jié)構(gòu)的變化，更換不同結(jié)構(gòu)的鋼絲繩時(shí)無(wú)需人工調(diào)整濾波參數(shù)。
　　4.針對(duì)參數(shù)自適應(yīng)空間陷波濾

4、波算法容易使軸向跨度較小的缺陷信號(hào)產(chǎn)生畸變的問(wèn)題，提出了基于小波包分析的二維鋼絲繩信號(hào)消噪算法，在抑制股波背景噪聲的同時(shí)，較好地消除了高頻隨機(jī)噪聲，而且達(dá)到了數(shù)據(jù)壓縮的目的。
　　5.為了進(jìn)行特征提取，對(duì)消噪后的缺陷信號(hào)進(jìn)行平滑、并轉(zhuǎn)化為灰度圖，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于灰度分段線性變換的缺陷信息增強(qiáng)算法，壓縮了噪聲信號(hào)所在的灰度范圍，同時(shí)拉伸了缺陷信號(hào)的灰度范圍，既削弱了殘余噪聲對(duì)整體灰度圖的影響，又增強(qiáng)了缺陷信息的特征。

5、　　6.研究了基于漏磁成像的缺陷信號(hào)特征提取方法，包括缺陷灰度圖的尺度歸一化和灰度歸一化方法以及基于K-L變換的特征提取，尺度歸一化搜索灰度圖中缺陷區(qū)域的中心，并以此為中心以一定尺寸將缺陷區(qū)域分離出來(lái)，灰度歸一化將同類缺陷的圖像拉伸到相同的灰度級(jí)，而對(duì)不同種類的缺陷則以不同的灰度范圍反映其幅值差異，最后通過(guò) K-L變換解除歸一化的灰度圖像各分量之間的相關(guān)性，保留缺陷最重要的特征并舍棄次要特征，實(shí)現(xiàn)缺陷灰度圖的特征提取。
　　7.研