[发明专利]一种涡流雷达缺陷检测、定量和成像方法及系统

权利要求书

1.一种涡流雷达缺陷检测、定量和成像系统，其特征在于，主要包括：人机界面、激励信号模块、涡流传感器、被检对象、标准试件、参考信号设定模块、信号调理模块、信号处理模块、特征值提取模块、缺陷检测模块、定量关系确定模块、缺陷定量模块、B扫描成像模块、C扫描成像模块和扫描机构，系统采用脉冲、正弦、调频或调相模式的激励信号驱动涡流传感器，在被检对象中感应出不同模式的涡流；将涡流传感器的输出作为时域响应信号，无缺陷区域的时域响应信号作为时域参考信号；对时域响应信号与时域参考信号实施互相关算法，得到时域响应信号与时域参考信号的互相关幅值和互相关相位；从互相关幅值和互相关相位中提取特征值，进行显示和对比，实现缺陷检测；建立特征值与深度的定量对应关系，实现内部缺陷的深度定量；把扫描路径上每个检测点的互相关幅值和互相关相位进行显示，实现B扫描成像；借助于扫描机构，把每个检测点的特征值进行显示，实现C扫描成像。

2.根据权利要求1所述系统实现的一种涡流雷达缺陷检测、定量和成像方法，其特征在于包括如下步骤：

1)采用人机界面设定系统工作模式和其它参数，触发系统进行工作；

2)激励信号模块产生矩形波信号、正弦波信号、余弦波信号、频率调制信号或相位调制信号作为激励信号，并把激励信号放大后施加到涡流传感器；

3)把涡流传感器靠近标准试件或被检对象；

4)把涡流传感器的输出作为时域响应信号；

5)信号调理模块对时域响应信号进行放大滤波调理；

6)参考信号设定模块选取无缺陷区域的时域响应信号作为时域参考信号，计算获得频域参考信号和频域正交参考信号；

7)信号处理模块计算时域响应信号与时域参考信号的互相关幅值和互相关相位；

8)特征值提取模块从互相关幅值和互相关相位中提取特定参数作为特征值；

9)把涡流传感器放置在被检对象的不同位置，重复步骤6)-8)，获得不同位置的特征值，缺陷检测模块把不同位置的特征值进行显示、比较，判断是否存在缺陷；

10)把涡流传感器放置在标准试件不同深度缺陷的上方，重复步骤6)-8)，获得不同深度缺陷的特征值，定量关系确定模块建立特征值和缺陷深度的定量对应关系；

11)把涡流传感器放置在被检对象的被检测区域，重复步骤6)-8)，获得被检测区域的特征值，缺陷定量模块利用特征值与缺陷深度的定量对应关系，求出被检测区域中缺陷的深度；

12)设置涡流传感器沿某一扫描路径进行检测，获得每个检测点的时域响应信号，重复步骤6)-7)，获得每个检测点的互相关幅值和互相关相位；把检测点位置作为横坐标，延迟时间作为纵坐标显示每个检测点的互相关幅值或互相关相位，实现B扫描成像，可直观的判断扫描路径上是否存在缺陷及缺陷的所在位置和深度；

13)利用扫描机构把涡流传感器移动到被检对象表面的其他位置，并记录每个位置的坐标，获得每个位置的时域响应信号，重复步骤6)-8)，获得所有位置的特征值；C扫描成像模块把所有位置的坐标和特征值进行C扫描成像，可以快速判断本区域是否存在缺陷及对缺陷的平面位置进行评估。

3.根据权利要求2所述的一种涡流雷达缺陷检测、定量和成像方法，其特征在于，参考信号的设定方法是，把无缺陷区域的时域响应信号作为时域参考信号；把时域参考信号进行快速傅里叶变换和复共轭运算后，得到频域参考信号；把时域参考信号进行希尔伯特变换后得到时域正交参考信号，把时域正交参考信号进行快速傅里叶变换和复共轭运算后，得到频域正交参考信号。

4.根据权利要求2所述的一种涡流雷达缺陷检测、定量和成像方法，其特征在于，信号处理模块的实现方法是，把时域响应信号进行快速傅里叶变换得到频域响应信号；把频域响应信号与频域参考信号依次进行乘法运算、逆傅里叶变换和实部运算后，得到同相信号；把频域响应信号与频域正交参考信号依次进行乘法运算、逆傅里叶变换和实部运算后，得到正交信号；对同相信号和正交信号进行求幅值后得到互相关幅值；对正交信号和同相信号进行求相位后得到互相关相位。

5.根据权利要求2所述的一种涡流雷达缺陷检测、定量和成像方法，其特征在于，特征值提取的实现方法是，计算互相关幅值和互相关相位达到最大值时的延迟时间、达到最小值时的延迟时间和达到零值时的延迟时间作为特征值；或者提取最大值、最小值、不同延迟时刻的幅值或相位作为特征值。