[发明专利]一种提高脉冲涡流检测信号信噪比的方法

说明书

技术领域

本发明属于铁磁性材料无损检测领域，具体涉及一种提高脉冲涡流检 测信号信噪比的方法。

背景技术

脉冲涡流检测技术是不同于常规涡流检测方法的一种新的方法，它能 够突破传统涡流检测技术中趋肤效应的限制，探测金属材料中深层次的缺 陷。这种方法是向靠近试件的激励线圈中通以脉冲形式的电流，在电流消 失的瞬间，待测试件中会感应出涡流，而涡流的频率成分与其穿透深度密 切相关，由于脉冲式的激励频带宽，其中包含了低频成分，因此试件中感 应的涡流也包含相应的穿透能力很强的低频成分。脉冲涡流响应本质上就 是一种脉冲响应，将试件和信号调理的电子电路看成一个系统，那么信号 就是一条随时间衰变的脉冲响应曲线。通过在时域对信号进行滤波，除去 高频成分，然后对涡流衰减时间进行计算和处理，就能够得到被测构件状 况的信息，如由于腐蚀引起的金属截面积损失等。

对铁磁性材料进行脉冲涡流检测时，脉冲涡流检测信号十分微弱，在 mV甚至μV级，而对信号的分析和特征量的提取是在时间域内进行的，对 波形要求比较高。在实际使用过程中，由于空间电磁场的存在和供电电源 的影响，实际测量得到的信号必然包括某些周期或准周期噪声。另外，由 于滤波和放大电子电路自身会给信号带来温度漂移，因此信号中还含有温 度漂移引起的直流分量。周期噪声干扰会严重影响信号衰减特性的判别， 而直流漂移则会影响信号定量分析中某些比较阈值的设定。对周期噪声的 滤除，比较通用的方法是采用频谱变换方法，对信号进行频谱分析后，设 计相应频率的陷波滤波器，从而将相应频率成分去除，采用该方法对信号 在时间域进行重构时，会造成信号波形失真，从而影响到脉冲涡流检测信 号的衰减特性判别，不能满足检测要求。对于信号直流分量的去除，硬件 上实现需要增加额外的调零电位器且较难实现自动对零。已有的有关脉冲 涡流检测专利CN1242263C，CN1250931，CN1155795C中，仅给出装置结 构和计算方法，对检测信号中干扰噪声的去除并未涉及。公开号 CN1665443A，CN100371940C的专利对生理信号中周期性信号的处理方法 进行研究，专利CN1665443A中描述的方法乃是对生理信号中周期性非对 称信号进行加强，提取信号中某些特征值并以这些特征值作为设计频谱滤 波器的依据，该频谱滤波器能够对非对称的信号进行加强。专利 CN100371940C则是将生理信号分解成一系列极点的加权和，通过考察极点 和其权值的数值关系并且将之与已建立的参数数据库比较，从而判断对象 的生理或心理状况，输出评估结果。但以上专利中所提及的方法不适用于 脉冲涡流信号的处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高脉冲涡流信号信噪比的方法，该方法 可提高仪器的抗干扰能力，进而提高仪器的检测精度，扩展仪器的适用范 围。

一种提高脉冲涡流检测信号信噪比方法，包括以下步骤：

1)将脉冲涡流传感器放置于被测构件上，得到一组原始信号x₁，测量 时间区间为[0，t]，其中t的取值范围为[100ms，10s]；

2)截取时间区间[t-2T，t-T]和[t-T，t]两个区间段内的信号x₂，x₂′，其 中截取时长T取值范围为[0.2％*t，20％*t]；

3)分别求取信号x₂和x₂′的包络面积即[t-2T，t-T]和[t-T，t]两个区间 段信号的积分值，记为c和c′；

4)令d＝|c-c′|，将d与预定门限值d_t比较，若d＜d_t，进入步骤5)， 否则，延长原始信号x₁的测量时间t，转入步骤1)；

5)将信号x₂在时间区间[0，t]内进行周期延拓，得到信号x₃；

6)将信号x₁与x₃相减，得到信号x₄；

7)对信号x₄进行中值滤波，得到最终处理后的信号x₅。