[发明专利]一种基于时频空函数的钢轨超声探伤智能检测方法

权利要求书

1.一种基于时频空函数的钢轨超声探伤智能检测方法，其特征在于采用阵列探头的发射探头发射宽频超声，宽频超声经过钢轨反射被阵列探头的接收探头接收；通过发射超声信号和反射超声信号获取传输系统的时频空函数并将其作为钢轨特征输入支持向量机中，从而让支持向量机进行特征智能检测；所述的时频空函数，是指根据发射探头发射的超声信号与接收探头阵列接收到的反射超声信号求得的描述钢轨的时域、频域、空域联合函数；发射探头发射的超声信号x(t)经过钢轨轨头轨腰，钢轨会对到达的超声波进行反射，反射超声信号即回波超声信号返回到探伤仪的接收探头，接收探头有多个接收点，能接收多个沿着不同信道反射回来的回波超声信号y(t)；对反射的回波超声信号进行去噪处理，除去回波超声信号在信道传输的过程中受到的噪声干扰；根据y(t)＝x(t)*h(t)，能获取到回波超声信号的时域函数h(t)；根据x(t)和y(t)还能获得频域函数H(w)；阵列探头有多个接收探头，能接收多个从钢轨不同传输信道反射回来的回波超声信号，对每个回波超声信号求得其时域函数和频域函数；对于每一个回波超声信号的时域和频域函数进行归一化处理并通过矩阵加权的形式形成表征钢轨特征的时频空函数；时频空函数能表征钢轨的特征，从而反应出钢轨中缺陷的有无，对钢轨进行探伤检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于时频空函数的钢轨超声探伤智能检测方法，其特征在于所述的支持向量机进行特征智能检测的方法是，将获取到的时频空函数作为表征钢轨特征的特征向量值，并将其作为支持向量机的输入数据对支持向量机进行训练和数据预测；采用表征钢轨特征的特征向量时频空函数对支持向量机进行训练得到支持向量机的数学模式；钢轨中有无缺陷会导致返回的回波波形不同，从而导致时频空函数具有不同的特征，所以将时频空函数来表征钢轨中缺陷有无的信息；将时频空函数对支持向量机进行训练，得到支持向量机关于钢轨缺陷有无的数学模型；在对钢轨中探伤智能检测的时候利用训练好的支持向量机对表征钢轨特征的时频空函数进行预测，判别缺陷的存在与否。

3.根据权利要求1所述的上述一种基于时频空函数的钢轨超声探伤智能检测方法，其特征在于具体包含以下步骤：

(1)阵列探头发射和接收宽频超声波；阵列探头的发射探头向钢轨发射超声波信号，钢轨对超声波进行反射，接收探头接收反射回波超声信号；

(2)对接收的回波进行去噪；

(3)计算每个接收探头接收到的回波超声信号的时域函数和频域函数；

(4)将回波超声信号的时域函数和频域函数分别进行矩阵加权得到表征钢轨特征的时频空函数；

(5)训练数据中，将表征钢轨特征的时频空函数以及钢轨缺陷的有无输入支持向量机中，对支持向量机进行训练，得到支持向量机的参数；

(6)通过步骤(5)得到的支持向量机参数构建支持向量机；

(7)钢轨探伤时重复步骤(1)到(4)，将获取到的钢轨时频空函数数据输入步骤(6)中构建好的支持向量机进行缺陷的智能检测。