[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

说明书

本发明公开了一种基于近、远场涡流的缺陷埋深多参数辨识方法，包括：1、制备M个不同深度缺陷的标准试样，并利用涡流检测仪采集涡流信号；2、利用EMD和PCA获得第m个试样的近场涡流检测分量IMF_x,m和远场涡流检测分量IMF_y,m；3、分别提取IMF_x,m和IMF_y,m的边际谱的谱质心特征，并反演出第m个标准试样的近场缺陷检测深度x_1,m和远场缺陷缺陷检测深度x_2,m，确定第m个标准试样的缺陷深度H_m与两者之间的关系；4、提取IMF_x,m的阻抗和IMF_y,m的相位差特征并确定阈值；5、基于关系及阈值建立决策树，对被检试样检测结果进行分析，实现缺陷深度的定量识别。本发明能实现对被检试样缺陷深度的分析与判定，并提高辨识效率和准确性。

技术领域

本发明涉及涡流无损检测技术领域，具体的说是一种基于近、远场涡流的缺陷埋深多参数辨识方法。

背景技术

金属零部件及其涂层结构，在制造和服役过程中容易出现不同程度的缺陷损伤，且缺陷的形式复杂，分布位置具有较高不确定性，如液压系统活塞部件，其基材为合金钢，表面为青铜耐磨层，常出现各类结构缺陷，如磨损、划伤、砂眼、裂纹、缺损等；且耐磨层与基材之间的焊接结合工艺，经常出现如未焊透、界面局部有微孔、残余变形、裂纹、错位等缺陷。为了保障金属零部件其涂层结构在服役过程中的高质量和高可靠性，需要不定期地对金属零部件进行检测，界定其内部的潜在损伤，避免金属零部件部件严重失效，防止酿成重大事故。

涡流检测因具有灵敏性高、响应迅速、操作方便、成本低等优点，广泛应用于金属零部件的缺陷检测、亚表面裂纹表征等领域。由于涡流具有趋肤效应，所以涡流对金属零部件表面或近表面缺陷有很高的检测灵敏度。但是，涡流检测的趋肤深度与磁导率、电导率、激励频率成反比，近场涡流激励频率一般都比较大，随着激励频率的增大，趋肤深度降低，因而近场涡流不能解决深层缺陷检测问题，同时远场涡流检测频率一般比较小，能够检测深层缺陷，但其缺点是不能有效区分试件内外缺陷。因此，对于同时存在近表面和内部缺陷的金属零部件及其涂层结构，单一的近场涡流或远场涡流都不能准确反映金属零部件的缺陷信息，达不到所需的检测精度，从而导致无法及时准确的对金属零部件的损伤状态进行评估，致使金属零部件在服役过程中发生失效，引发重大事故。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种基于近、远场涡流的缺陷埋深多参数辨识方法，以期能实现对缺陷深度的分析与判定，从而能提高辨识效率和准确性。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种基于近、远场涡流的缺陷埋深多参数辨识方法的特点在于，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、近场涡流激励线圈、屏蔽层、远场涡流激励线圈；在所述接收线圈的外侧设置有所述近场涡流激励线圈，在所述近场涡流激励线圈的外侧设置有屏蔽层，在所述屏蔽层的外侧放置远场涡流激励线圈；

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：