[发明专利]一种基于支持向量机的环焊缝超声相控阵自动聚焦方法

摘要

本发明公开了一种基于支持向量机的环焊缝超声相控阵自动聚焦方法。建立直角坐标系，将最小二乘支持向量回归机作为回归模型，高斯径向基核函数作为核函数，以规范化处理后的输入量和输出量进行训练，建立LSSVR初始函数的预测模型；再以k重交叉验证法计算的泛化误差作为目标函数，采用耦合模拟退火算法与网格搜索法相结合的优化方法，对LSSVR初始函数进行优化得到最优超参数，获得LSSVR优化模型，再对被测数据进行预测获得输出量，逆规范化处理得到对应分区最优的声束路径规划，根据费马定理反向求解获得延时量，施加超声信号对环焊缝缺陷进行聚焦检测。本发明实现智能化的环焊缝缺陷检测，有效提升检测精度和效率。

主权项

1.一种基于支持向量机的环焊缝超声相控阵自动聚焦方法，其特征在该方法包括以下步骤：步骤一：楔块装配在管道上，楔块的楔面上设置相控阵探头，确定楔块的装配位置和管道厚度，将管道的环焊缝坡口进行分区，以内管壁方向为X轴、以环焊缝中心线方向为Y轴，建立直角坐标系；步骤二：建立楔块的装配位置、管道厚度和检测的环焊缝坡口分区与对应分区的声束路径规划之间的预测模型：具体是将最小二乘支持向量回归机LSSVR作为支持向量机的回归模型，高斯径向基核函数作为LSSVR的核函数，将楔块的装配位置、管道厚度及检测的环焊缝坡口分区进行规范化处理后作为输入量，对应分区的声束路径规划进行规范化处理后作为输出量，以规范化处理后的输入量和输出量作为样本数据进行训练，得到LSSVR初始函数；步骤三：以k重交叉验证法所计算出的泛化误差作为目标函数，采用耦合模拟退火算法与网格搜索法相结合的优化方法，对LSSVR初始函数进行优化得到最优超参数，由最优超参数获得LSSVR优化模型；步骤四：将楔块的装配位置、钢管厚度和需要检测的环焊缝坡口分区进行规范化处理后作为输入量，通过LSSVR优化模型预测获得相应的输出量，对输出量进行逆规范化处理，得到对应分区最优的声束路径规划；步骤五：根据费马定理由声束路径规划根据管道几何关系计算得到相控阵探头上对应发射/接收阵元的绝对延时量，再计算对应发射/接收阵元的延时量，根据延时量控制相控阵探头发射对应的超声信号对环焊缝缺陷进行聚焦检测。