[发明专利]能够处理接地极缺陷回波信号中非随机相干噪声的方法

说明书

本发明公开了一种能够处理接地极缺陷回波信号中非随机相干噪声的方法，包括如下步骤：步骤1、通过超声导波发射器发射超声导波，且通过传感器接收检测超声导波回波，获得超声导波回波信号集；步骤2、对超声导波回波信号集进行超声导波回波缺陷检测信号预处理，获得白化矩阵；步骤3、采用牛顿快速迭代算法对白化矩阵的每一列进行优化计算，获得优化数据。通过设备的整体结构，能够处理回波中包含的相干噪声，提高对缺陷检测的灵敏度以及从特征上提高反射回波的信噪比，尽可能地滤掉被测试件结构以及所处土壤环境变化带来的噪音，从而在超声导波缺陷信号方面提高接地扁钢腐蚀缺陷检测的准确度。

技术领域

本发明涉及超声导波无损检测技术领域，具体地说，涉及一种能够处理接地极缺陷回波信号中非随机相干噪声的方法。

背景技术

超声导波检测作为一种缺陷检测手段，已成功地应用于无损检测领域。由于其非接触、测量范围广、精度高等优势，在电力系统接地装置腐蚀缺陷检测方面得到广泛应用，但是电力系统的接地装置有各种配置和几何形状，如搭接、弯折以及多条接地极之间的焊接，这些特征和土壤环境的变化会使检测到的缺陷回波发生衰减，同时复杂且非对称的缺陷形状超声导波作用后会导致导播模态的变化，从而产生了背景噪声，这大大降低了超声导波检测信号的信噪比，降低缺陷检测的灵敏度，同时扁钢粗糙的探测面对声场的指向性可能产生很大的影响，并且使导波传播的时间和传播方向发生改变，很难进行缺陷定位。这些都使得电力系统扁钢腐蚀缺陷检测变得困难，因此我们提出了一种能够处理接地极缺陷回波信号中非随机相干噪声的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够处理接地极缺陷回波信号中非随机相干噪声的方法，该方法能不需大量的观测样本，不需要做真实信号为确定性信号的苛刻假设，而且不需要预先定位处理信号的特征频段，能够处理回波中包含的相干噪声，提高对缺陷检测的灵敏度以及从特征上提高反射回波的信噪比，从而在超声导波缺陷信号方面提高接地扁钢腐蚀缺陷检测的准确度。

本发明公开的一种能够处理接地极缺陷回波信号中非随机相干噪声的方法，包括如下步骤：

步骤1、通过超声导波发射器发射超声导波，且通过传感器接收检测超声导波回波，获得超声导波回波信号集；

步骤2、对超声导波回波信号集进行超声导波回波缺陷检测信号预处理，获得白化矩阵；

步骤3、采用牛顿快速迭代算法对白化矩阵的每一列进行优化计算，获得优化数据；

步骤4、使用负熵法确定分析的优化数据和建立判断优化数据中随机向量y(i)是否独立的判据,通过一个最佳的线性函数利用最大熵原理，使负熵最大化，获得线性数据集；

步骤5、根据线性数据集，求取各分量之间的非高斯性的最大值而实现源超声导波中相干噪声的去除。

作为优选方案，所述传感器设有n个，假设放置n个传感器，每个传感器进行p次测量及每个传感器有p个导波信号，这些超声导波回波信号集的矩阵A可表示为：

A＝B×C

其中，A是n个传感器的数据矩阵，C是相互独立的信号组成的原始矩阵，B称为混合矩阵，由信号权重值组成。

作为优选方案，所述对超声导波回波信号集进行超声导波回波缺陷检测信号预处理包括去均值和白化处理。

作为优选方案，所述去均值即用接收到的超声导波回波信号集的矩阵A减去均值，保证处理之后的均值为0能降低计算的复杂度，具体可表示为：

A-E{A}

其中E{A}表示在在实际中常采用的平均值代替的期望。