[发明专利]一种基于近、远场涡流的缺陷埋深多参数辨识方法

权利要求书

1.一种基于近、远场涡流的缺陷埋深多参数辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、涡流检测仪的设计：

所述涡流检测仪包括：接收线圈(1)、近场涡流激励线圈(2)、屏蔽层(3)、远场涡流激励线圈(4)；在所述接收线圈(1)的外侧设置有所述近场涡流激励线圈(2)，在所述近场涡流激励线圈(2)的外侧设置有屏蔽层(3)，在所述屏蔽层(3)的外侧放置远场涡流激励线圈(4)；

S2、制备标准试样并采集涡流信号：

预置编号分别为1、2、…、m的M个试样，并在对应编号的试样上分别制备深度为H₁、H₂、…、H_M的缺陷，使得一个试样对应一种缺陷，从而得到M个不同深度缺陷的标准试样，且H₁＜H₂＜…＜H_M；

利用所述涡流检测仪按照相同的提离高度且垂直于所述标准试样的检测面的角度，分别对M个标准试样进行检测，从而得到M个标准试样的检测信号；

S3、信号处理：

利用EMD方法分别对第m个检测信号进行分解，得到若干个内涵模态分量，再从若干个内涵模态分量选出能量比率累计较大的多阶内涵模态分量；m＝1，2，…，M；

利用PCA方法统计所述多阶内涵模态分量与第m个检测信号之间的贡献累计率，并选取贡献累积率大于所设定的阈值的两个内涵模态分量，从而将两个内涵模态分量中频率较大的内涵模态分量定义为第m个检测信号的近场涡流检测分量IMF_x,m，频率较小的内涵模态分量定义为第m个检测信号的远场涡流检测分量IMF_y,m；

S4、提取边际谱的谱质心特征并反演缺陷深度：

分别对所述近场涡流检测分量IMF_x,m和远场涡流检测分量IMF_y,m进行Hilbert变换，相应得到近场Hilbert谱和远场Hilbert谱；

分别对所述近场Hilbert谱和远场Hilbert谱在时间上进行积分，相应得到近场Hilbert边际谱和远场Hilbert边际谱；

分别提取所述近场Hilbert边际谱和远场Hilbert边际谱的谱质心特征，从而根据所述近场Hilbert边际谱和远场Hilbert边际谱的谱质心特征分别反演出第m个标准试样的近场缺陷检测深度x_1,m和远场缺陷检测深度x_2,m；

S5、确定第m个标准试样的缺陷深度H_m与近场检测深度x_1,m、远场检测深度x_2,m之间的关系：

若x_1,m＝H_m，则表示第m个标准试样的缺陷深度H_m即为所对应的近场缺陷检测深度x_1,m，且满足1≤m≤M₁；

若x_2,m＝H_m，则表示第m个标准试样的缺陷深度H_m即为所对应的远场缺陷检测深度x_2,m；且满足M₂≤m≤M；

否则，利用线性方程构建第m个标准试样的缺陷深度H_m与所对应的近场缺陷检测深度x_1,m和远场缺陷检测深度x_2,m之间函数关系，即Ax_1,m+Bx_2,m＝H_m；且满足M₁＜m＜M₂，其中，1＜M₁＜M₂＜M；M₁和M₂表示两个深度阈值；

S6、提取近场涡流检测分量IMF_x,m的阻抗特征Z，并确定阻抗阈值和

当m∈[1，M₁]时，近场涡流检测分量IMF_x,m的阻抗Z满足

当m∈(M₁，M₂)时，近场涡流检测分量IMF_x,m的阻抗Z满足

当m∈[M₂，M]时，近场涡流检测分量IMF_x,m的阻抗Z满足

S7、提取远场涡流检测分量IMF_y,m的相位差特征并确定相位阈值和

当m∈[1，M₁]时，远场涡流检测分量IMF_y,m的相位差满足

当m∈(M₁，M₂)时，远场涡流检测分量IMF_y,m的相位差满足

当m∈[M₂，M]时，远场涡流检测分量IMF_y,m的相位差满足

S8、根据S5-S7建立决策树，从而依据决策树对被检试样的缺陷深度进行定量识别：

利用所述涡流检测仪对被检试样进行检测并按照步骤S3的过程进行信号处理，得到被检试样的近场涡流检测分量和远场涡流检测分量，提取被检试样的近场涡流检测分量的阻抗特征和远场涡流检测分量的相位差特征，并输入所述决策树后，得到被检试样的缺陷深度识别结果。