[发明专利]一种基于多频涡流检测技术的缺陷识别分类方法

说明书

本发明公布了一种基于多频涡流检测技术的缺陷识别分类方法，包括利用多频涡流检测技术对受检工件进行检测，获得检测信号；然后利用相敏解调技术获取检测信号相角变化信息；求解扫描频率方向，扫描位置方向的相角梯度；最后分析扫描频率方向，扫描位置方向的相角梯度变化趋势用以对缺陷进行识别分类。本发明有益效果是：可快速，准确地实现对表面缺陷、下表面缺陷、内部缺陷的识别及分类，相角梯度作为特征量可以有效抑制提离噪声，具有一定的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及电磁无损检测领域，尤其涉及一种基于多频涡流检测技术的缺陷识别分类方法。

背景技术

电磁涡流检测过程中，主要通过测量线圈阻抗的变化以检测出导体材料受检工件的缺陷。检测线圈的阻抗(或称感应电压)的干扰因素很多，其中提离高度(提离高度指传感器与受检工件表面的垂直距离)的变化对检测效果影响尤为明显。由于电磁涡流检测过程中导体材料受检工件存在趋肤效应，导体材料受检工件下表面缺陷、内部缺陷检测效果不理想，因而传统的测量线圈阻抗的涡流检测方法很难对不同缺陷进行识别分类。

针对上述涡流检测技术存在的问题，目前的相应的解决方法有采用脉冲涡流检测技术，将检测信号瞬态响应信号峰值时间、过零时间、频谱分离点等作为特征量对缺陷进行识别分类，但是这些方法或多或少存在特征量提取困难，缺陷分类效果不明显等问题。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种能够基于多频涡流检测技术识别工件不同缺陷的分类方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种基于多频涡流检测技术的缺陷识别分类方法，步骤如下：

步骤一：分析导体材料受检工件的外形、尺寸、材质，确定传感器类型、扫描频率范围、扫描路径；

步骤二：对受检工件施加多频正弦激励信号，沿着扫描路径进行多频涡流检测，双空气芯线圈传感器获取检测信号；

步骤三：对检测信号进行相敏解调，获取检测信号相对于激励信号相角变化信息。式(1)-式(6)为相敏解调的数学实现过程。

式中V_x(n)为理想的被解调信号(检测信号)，K、为被解调信号相对于参考信号模值和相角发生的变化；r(n)为正弦参考信号(激励信号)，i(n)为余弦参考信号(通过激励信号相角向后偏置90°获得)；f₀为V_x(n)、r(n)、i(n)的频率；f_s为采样频率，T＝1/f_s为采样周期；N＝f_s/f₀为单个周期内采样点数；n＝0:N-1；R、I分别为被解调后信号的实部和虚部；

步骤四：将得到关于扫描位置x、扫描频率y的相位函数φ(x,y)沿位置方向和频率方向的求解相角梯度。沿位置方向和频率方向的相角梯度可以表示为式(7)、式(8)

步骤五：将相角梯度作为特征量，分析位置方向和频率方向的相角梯度变化趋势用以缺陷进行识别分类,位置方向相角梯度先减小后增大处为该处存在表面缺陷，位置方向相角梯度先增大后减小处为该处存在下表面缺陷或内部缺陷，频率方向相角梯度增大处为该处存在表面缺陷或下表面缺陷，频率方向相角梯度减小处为该处存在内部缺陷。

本发明的有益效果是：在工业中应用广泛，结合多频涡流检测技术、相敏解调技术、相角梯度分析能够实现受检工件缺陷识别分类，流程简单，有效抑制提离噪声，且缺陷分类准确率达到100％，具有较高的应用价值。