[发明专利]一种基于幅度均方根值的高斯分布识别金属材料的方法

说明书

一种基于幅度均方根值的高斯分布识别金属材料的方法，采集标准金属和待识别金属的时域信号，取标准金属的时域信号，对其进行归一化处理，之后进行快速傅里叶变换，得到标准频谱，并确定出每个标准信号对应的幅度均方根值和所有标准信号求得的幅度均方根值，得到每个标准信号的幅度均方根比值、基于高斯分布来模拟信号采集中的分布情况，将阈值设定为若干个标准信号幅度均方根比值的均值加上2～5倍的标准差，得出各个待识别信号的幅度均方根值与所有标准信号的均值求得的幅度均方根的比值，最后将待识别信号的幅度均方根比值与步骤阈值进行比较，大大减小金属检测中的误差，提高识别金属的精准性，减小识别错误的可能性并且减小了人为因素干扰。

技术领域

本发明属于超声无损检测技术领域，具体涉及一种基于幅度均方根值的高斯分布识别金属材料的方法。

背景技术

近年来，原料价格不断攀升，贵重金属材料较为紧缺，部分不良商家为了牟取暴利，利用廉价的金属代替价格昂贵的金属，极大的影响了人们的生产生活。因此，实现真伪识别在工业、军事、文物鉴别等众多领域有着广泛的应用。

目前，辨别金属的方法有很多，物理方法如：感官识别、断口识别、火花识别等；化学方法如：滴定分析方法、重量分析法、容量分析法等。但上述方法对于金属本身都具有破坏性，部分操作较为复杂，很难大范围应用。

由于超声无损识别具有非破坏性、操作简单、直接快速、准确度高、适用范围广等特点，成为检测领域的一种重要识别方式。超声波在金属材料中传播时，由于金属晶粒的影响发生散射，对携带金属晶粒信息的反射及散射信号提取特征量进行分析，就可以实现识别。

在现有的研究技术中，有采用超声衰减谱相关系数法和加权欧式距离法等对金属样品进行识别，但现有的研究存在一定的局限，如：由于探头具有指向性，采集信号时，必须严格控制将探头放置在同一位置同一方向上，在实际操作中，这一点很难做到，若其中一个采集错误，与其他信号相差较大，对整个实验结果就有很大的影响，因此，其对操作的精确度和探头的要求较高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于幅度均方根值的高斯分布识别金属材料的方法，提高识别正确率，降低对人和检测探头的依赖性，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于幅度均方根值的高斯分布识别金属材料的方法，其包括以下步骤：

(1)按照常规方法采集标准金属试样和待识别金属试样的时域信号；

(2)取标准金属试样的时域信号，对其进行归一化处理，之后进行快速傅里叶变换，得到标准频谱，并确定出每个标准信号对应的幅度均方根值P_i和所有标准信号求得的幅度均方根值P_v，得到每个标准信号的幅度均方根比值；

(3)基于高斯分布来模拟信号采集中的分布情况，将阈值Δ设定为若干个标准信号幅度均方根比值的均值加上2～5倍的标准差；

(4)按照步骤(2)的方法计算出各个待识别信号的幅度均方根值与所有标准信号的均值求得的幅度均方根的比值，记为U_i；

(5)将待识别信号的幅度均方根比值U_i与步骤(3)的阈值Δ进行比较，若U_i≤Δ，为同种材料；若U_i＞Δ，为异种材料，则实现基于幅度均方根值的高斯分布识别金属材料的方法。

进一步限定，所述步骤(2)具体包括：

(2.1)取标准金属试样的时域信号后，利用式(1)对其作归一化处理：