[发明专利]基于互易性受损的带焊缝钢板缺陷无基线检测及定位方法

说明书

本发明涉及基于互易性受损的带焊缝钢板缺陷无基线检测及定位方法，包括以下步骤：步骤1：布置平行线性传感器阵列，并设置钢锭模拟缺陷后采集互易性信号；步骤2：对互易性信号进行预处理后定义信号差异系数，并对每一对经过预处理的互易性信号做相关性量化分析；步骤3：从平行线性传感器阵列中每个上下侧传感器通过依次交互激励接收获得的多组多对互易性信号中获取每组中信号差异系数(互易性受损)最大的一对，并将其对应的传感器连线，获得多组连线及对应交点；步骤4：针对多组连线及对应交点采用聚类算法最终确定缺陷位置。与现有技术相比，本发明摆脱了对被检对象无损伤下基线数据的依赖，实现了无基线检测及定位，更贴近工程实际应用。

技术领域

本发明涉及带焊缝钢板结构超声导波无损检测技术领域，尤其是涉及一种基于互易性受损的带焊缝钢板缺陷无基线检测及定位方法。

背景技术

超声Lamb波具有衰减小、灵敏度高、不需要破坏被检对象的本身结构、检测设备简单方便等优点，并且可实现大范围的检测，这使超声Lamb的检测方法广泛应用于无损检测领域的结构健康监测中。

然而，由于Lamb波固有的多模态特性以及频散特性，它在一些复杂结构(如带焊缝的板)中传播时信号复杂，信噪比不高，使得检测的精度降低甚至造成误检、漏检。目前，针对利用Lamb波在板类结构中的缺陷检测，国内外学者已经做了大量的研究，比如利用双曲线成像算法、全聚焦成像算法、离散椭圆成像算法等一些成像算法精确地找到缺陷所在位置；基于最小方差处理，提高成像精度；结合机器学习中的智能算法，自动识别缺陷数目并定位等。但是当前的研究大多数都是基于基线减法获取缺陷信息的，而工程实际中基线(健康)数据是很难获取的，因此存在很大的局限性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于互易性受损的带焊缝钢板缺陷无基线检测及定位方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于互易性受损的带焊缝钢板缺陷无基线检测及定位方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：布置平行线性传感器阵列，并设置钢锭模拟缺陷后采集互易性信号；

步骤2：对互易性信号进行预处理后定义信号差异系数，并对每一对经过预处理的互易性信号做相关性量化分析；

步骤3：从平行线性传感器阵列中每个上下侧传感器通过依次交互激励接收获得的多组多对互易性信号中获取每组中信号差异系数最大的一对，即互易性受损最大的一对信号，并将其对应的传感器连线，获得多组连线及对应交点；

步骤4：针对多组连线及对应交点采用聚类算法最终确定缺陷位置。

进一步地，所述的步骤1中互易性信号的获取方法包括以下步骤：

步骤11：在带焊缝钢板的焊缝两侧对称布置平行线性传感器阵列，每侧各n个传感器，同侧每个传感器之间等间距布置；

步骤12：在合适的激励频率使上侧一个传感器i激励，下侧另一个传感器j接收，得到一组数据S_ij，交换上下传感器激励接收顺序，得到另一组数据S_ji，S_ij与S_ji构成一对互易性信号；

步骤13：使焊缝上侧传感器中的一个与焊缝下侧n个传感器依次交换激励接收顺序，可获得n对互易性信号；按上述方法轮流对焊缝上侧n个传感器与下侧各传感器进行互易性信号的获取，最终获得n×n对互易性信号。

进一步地，所述的步骤2包括以下分步骤：

步骤21：利用MATLAB对互易性信号进行预处理，所述预处理包括滤波、小波降噪和归一化处理；

步骤22：求出每一对互易性信号的相关系数；