专利名称：基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无损检测领域，特别是一种基于信号相关性来降低中厚板自动探伤误判 率的方法及其系统。
背景技术：
世界钢铁工业发展历程表明，中厚钢板生产水平是一个国家钢铁工业水平的重要标志。 对于普通中厚钢板来说，通过严格控制冶金过程即可保证钢板质量满足用途要求，钢厂通常 对产品质量实行抽检；而对于造船板、海洋平台板、管线板、锅炉板、压力容器板、桥梁板、 汽车大梁板、耐候板、高强度结构板及工程机械板等专用中厚钢板，在保证生产质量的同时， 对成品进行全面探伤正越来越受到厂家的重视，也日益成为用户对产品的要求。超声波探伤 是检测中厚钢板内在质量最理想的手段。由于中厚板的尺寸比较大(典型尺寸为12， OOOmrn 长，3， 000mm宽，30mm厚)， 一般采用专门的中厚板超声探伤系统进行。该系统非常复杂， 涉及到机械、电气、自动化、计算机、声学等多个方面，系统的稳定性、可靠性是衡量系统 的关键性指标。
误判率是指的是在中厚板探伤过程中将不是伤的地方误判为伤或将是伤的地方误判为不 是伤的比率，是中厚板超声自动探伤系统可靠性的一个的关键性指标。理想的中厚板探伤系 统应该实现"有伤必报，无伤不报"，也就是误判率为0。但是由于现场条件限制，误判率 始终是存在的，如何降低误判率是中厚板超声自动探伤系统研制过程中的关键技术之一。
目前的方法是ALOK (Amplituden und Laufzeit Orts Kurven)方法。该方法是利用反 射信号的幅度和时间轴与检测位置具有关联性的方法来排除噪声的影响，进而降低系统的误 报率。但在实际使用中，由于钢板与探头是相对运动的，耦合情况变化的，使得幅值与检测 位置之间的关系也是变化的，并与事先设计好的ALOK曲线之间存在较大的差值，容易出现误 判现象，因而实际使用的效果并不好。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种降低误判率的基于信号相关性减低 中厚板自动探伤误判率的方法和系统。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案-一种基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的方法，包括以下步骤特征提取器对探头特征进行提取，并将获得的探头特征数据作为后续相关处理的模板， 阈值设定器设定相关性阈值，数据采集器采集探伤过程中同一个通道中的探头探伤信号数据；相关性处理器将数据采集器采集来的数据与特征提取器获得的探头特征数据进行相关性 处理；相关性判断器判断相关性是否大于阈值，是则加法器将相关性次数加一，否则清除器 将相关性次数清零；相关性次数判断器判断相关性次数是否大于同一个伤点至少应被同一个 探头扫查到的次数n，是则由伤点确认器确认伤点，否则探头移动器移动探头一个步进，并 令数据采集器重新采集数据。本发明的基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的方法，其中所述清除器将相关性 次数清零的步骤还包括令探头移动器移动探头。本发明的基于信号相关性减低中厚板自动探伤误判率的方法，其中所述伤点确认器确认 伤点的步骤还包括令探头移动器移动探头。本发明的基于信号相关性减低中厚板自动探伤误判率的方法，其中所述同一个伤点至少 被同一个探头扫査到最小的次数n可以根据以下公式获得n=bf/v，其中b为探头沿钢板运 行方向的宽度；f为单个通道的重复频率；v为钢板运行速度。一种基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的系统，包括特征提取器、阈值设定器、 数据采集器、相关性处理器、相关性判断器、加法器、清除器、相关性次数判断器、探头移 动器以及伤点确认器；所述特征提取器用于进行探头特征提取，并将获得的探头特征数据作为后续相关处理的 模板；所述阈值设定器连接所述特征提取器，用于设定相关性阈值；所述数据采集器连接所述阈值设定器，用于采集同一个通道中的探头伤探信号数据； 所述相关性处理器连接所述数据采集器和所述特征提取器，将所述数据采集器采集来的数据和所述特征提取器获得的探头特征数据进行相关性处理；所述相关性判断器连接所述相关性处理器，用于判断相关性是否大于阈值； 所述加法器连接所述相关性判断器，用于在相关性大于阈值时将相关性次数加一； 所述清除器连接所述相关性判断器，用于在相关性不大于阈值时将相关性次数清零； 所述相关性次数判断器连接所述加法器，并判断相关性次数是否大于同一个伤点至少被同一个探头扫查到的n次；所述探头移动器连接所述相关性次数判断器、所述清除器和所述数据釆集器，用于在所5述相关性次数判断器判断相关性次数不大于同一个伤点至少被同一个探头扫查到的n次时， 将探头移动一个歩进，并所述令数据采集器继续采集数据；所述伤点确认器连接所述相关性次数判断器，用于在所述相关性次数判断器判断相关性 次数大于同一个伤点至少被同一个探头扫査到的n次时，确认伤点。本发明的基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的系统，其中所述清除器将相关性 次数清零后指示所述探头移动器移动探头。本发明的基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的系统，其中所述伤点确认器在确 认伤点后指示所述探头移动器移动探头。本发明的基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的系统，其中所述同一个伤点至少 被同一个探头扫查到的最小次数n可以根据以下公式获得n-bf/v，其中b为探头沿钢板运 行方向的宽度；f为单个通道的重复频率；v为钢板运行速度。本发明的基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的方法和系统，利用了中厚板自动 探伤系统中，由于探头设计和系统扫査速度之间的关联性，使得对于同一个伤，连续多次回 波信号之间具有的信号相关性来消除噪声的影响，进而降低误判率。该方法和系统对信号的幅度不敏感，因而能有效消除中厚板自动探伤过程中由于耦合情 况变化导致幅值变化所引起的误判，具有很高的使用价值。
图1是本发明基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的方法流程图；图2是本发明基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的系统的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的方法和系统的实施 方式进行详细说明。参见图l， 一种基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的方法，包括以下步骤-步骤101，特征提取器对探头特征进行提取，并将获得的探头特征数据作为后续相关处 理的模板；根据探头几何尺寸选择合适的系统运行速度，选择依据是确保同一个伤点能至少 被同一个探头扫查到n次，最小次数n可以根据以下公式获得根据n=bf/v;式中b为探 头沿钢板运行方向的宽度；f为单个通道的重复频率；v为钢板运行速度。步骤102,阈值设定器设定相关性阈值；根据试块实际缺陷的分布，通过调整相关性的 阈值使得系统检出结果的误判率满足实际要求，得到系统的相关性阈值k。歩骤103,数据采集器采集同一个通道中的探头探伤信号数据；歩骤104，相关性处理器将数据采集器采集来的数据和特征提取器获得的探头特征数据 进行相关性处理；利用标准试块，将同一个通道连续n次相同位置上的伤信号进行相关处理; 步骤105，相关性判断器判断相关性是否大于阈值k，否则执行步骤109; 步骤106，加法器将相关性次数加一；步骤107，相关性次数判断器判断相关性次数是否大于同一个伤点至少被同一个探头扫 査到的n次，否则执行步骤110;步骤108，伤点确认器确认伤点，并执行步骤110;步骤109，清除器将相关性次数清零，并执行步骤110;步骤IIO，探头移动器移动探头一个步进，并执行步骤103。参见图2， 一种基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的系统，包括特征提取器201、阈值设定器202、数据采集器203、相关性处理器204、相关性判断器205、加法器206、清除器207、相关性次数判断器208、探头移动器209以及伤点确认器210。特征提取器201用于进行探头特征提取，并将获得的探头特征数据作为后续相关处理的模板，根据探头几何尺寸选择合适的系统运行速度，选择依据是确保同一个伤点至少被同一个探头扫查到n次，最小次数n可以根据以下公式获得根据n=bf/v;式中b为探头沿钢板运行方向的宽度；f为单个通道的重复频率；v为钢板运行速度。阈值设定器202连接特征提取器201，用于设定相关性阈值；根据试块实际缺陷的分布，通过调整相关性的阈值使得系统检出结果的误判率满足实际要求，得到系统的相关性阈值k。 数据采集器203连接阈值设定器202，用于釆集同一个通道中的探头探伤信号数据。 相关性处理器204连接数据采集器203和特征提取器201，将数据采集器采集来的数据和特征提取器获得的探头特征数据进行相关性处理；利用标准试块，将同一个通道连续n次相同位置上的伤信号进行相关处理。相关性判断器205连接相关性处理器204，用于判断相关性是否大于阈值k。 加法器206连接相关性判断器205，用于在相关性大于阈值时将相关性次数加一。 清除器207连接相关性判断器205，用于在相关性不大于阈值时将相关性次数清零。 相关性次数判断器208连接加法器206，并判断相关性次数是否大于同一个伤点至少被同一个探头扫查到的n次。探头移动器209连接相关性次数判断器208、清除器207和数据采集器203，用于将探头移动一个步进，并令数据釆集器203继续采集数据。伤点确认器210连接相关性次数判断器208，用于在相关性次数判断器208判断相关性次数大于同一个伤点至少被同一个探头扫査到的n次时，确认伤点，并指示探头移动器209移动探头。工作过程为特征提取器对探头特征进行提取，并将获得的探头特征数据作为后续相关 处理的模板，根据探头几何尺寸选择合适的系统运行速度，选择依据是确保同一个伤点至少被同一个探头扫査到n次，最小次数n可以根据以下公式获得根据n二bf/v;式中b为探头沿钢板运行方向的宽度；f为单个通道的重复频率；V为钢板运行速度。阈值设定器设定相 关性阈值；根据试块实际缺陷的分布，通过调整相关性的阈值使得系统检出结果的误判率满足实际要求，得到系统的相关性阈值k。数据采集器采集同一个通道中的探头伤信号数据；相关性处理器将数据采集器采集来的数据和特征提取器获得的探头特征数据进行相关性处理；利用标准试块，将同一个通道连续n次同一位置上的伤信号进行相关处理；相关性判断 器判断相关性是否大于阈值k，是则令加法器将相关性次数加一；否则令清除器将相关性次 数清零；相关性次数判断器判断相关性次数是否大于同一个伤点至少被同一个探头扫查到的 n次，是则令伤点确认器确认伤点；否则令探头移动器移动探头一个步进，探头移动器移动 一个步进后令数据采集器重新采集数据。本发明的基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的方法和系统，利用了中厚板自动 探伤系统中，由于探头设计和系统扫査速度之间的关联性，使得对于同一个伤，连续多次回 波信号之间具有的信号相关性来消除噪声的影响，进而降低误判率。该方法和系统对信号的幅度不敏感，因而能有效消除中厚板自动探伤过程中由于耦合情 况变化导致幅值变化所引起的误判，具有很高的使用价值。以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定， 在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各 种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。8
权利要求
1.一种基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的方法，其特征在于，包括以下步骤特征提取器对探头特征进行提取，并将获得的探头特征数据作为后续相关处理的模板，阈值设定器设定相关性阈值，数据采集器采集探伤过程中同一个通道中的探头探伤信号数据；相关性处理器将数据采集器采集来的数据与特征提取器获得的探头特征数据进行相关性处理；相关性判断器判断相关性是否大于阈值，是则加法器将相关性次数加一，否则清除器将相关性次数清零；相关性次数判断器判断相关性次数是否大于同一个伤点至少应被同一个探头扫查到的次数n，是则由伤点确认器确认伤点，否则探头移动器移动探头一个步进，并令数据采集器重新采集数据。
2. 根据权利要求1所述的基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的方法，其特征在 于，所述清除器将相关性次数清零的步骤还包括令探头移动器移动探头。
3. 根据权利要求2所述的基于信号相关性减低中厚板自动探伤误判率的方法，其特征在 于，所述伤点确认器确认伤点的步骤还包括令探头移动器移动探头。
4. 根据权利要求3所述的基于信号相关性减低中厚板自动探伤误判率的方法，其特征在 于，所述同一个伤点至少被同一个探头扫査到的最小次数n可以根据以下公式获得n=bf/v， 其中b为探头沿钢板运行方向的宽度；f为单个通道的重复频率；v为钢板运行速度。
5. —种基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的系统，其特征在于，包括特征提取 器(201)、阈值设定器(202)、数据采集器(203)、相关性处理器(204)、相关性判断 器(205)、加法器(206)、清除器(207)、相关性次数判断器(208)、探头移动器(209) 以及伤点确认器(210);所述特征提取器(201)用于进行探头特征提取，并将获得的探头特征数据作为后续相关 处理的模板；所述阈值设定器(202)连接所述特征提取器(201)，用于设定相关性阈值； 所述数据采集器(203)连接所述阈值设定器(202)，用于采集同一个通道中的探头伤 探信号数据；所述相关性处理器(204)连接所述数据采集器(203)所述特征提取器(201)，将所述 数据采集器(203)来的数据和所述特征提取器(201)获得的探头特征数据进行相关性处理； 所述相关性判断器(205)连接所述相关性处理器(204)，用于判断相关性是否大于阈值；所述加法器(206)连接所述相关性判断器(205)，用于在相关性大于阈值时将相关性 次数加一；所述清除器(207)连接所述相关性判断器(205)，用于在相关性不大于阈值时将相关 性次数清零；所述相关性次数判断器(208)连接所述加法器(206)，并判断相关性次数是否大于同 一个伤点至少被同一个探头扫查到的n次；所述探头移动器(209)连接所述相关性次数判断器(208)、所述清除器(207)和所述 数据采集器(203)，用于在所述相关性次数判断器(208)判断相关性次数不大于同一个伤 点至少被同一个探头扫査到的n次时，将探头移动一个步进，并所述令数据采集器(203)继 续采集数据；所述伤点确认器(210)连接所述相关性次数判断器(208)，用于在所述相关性次数判 断器(208)判断相关性次数大于同一个伤点至少被同一个探头扫查到的n次时，确认伤点。
6. 根据权利要求5所述的基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的系统，其特征在 于，所述清除器(207)将相关性次数清零后指示所述探头移动器(209)移动探头。
7. 根据权利要求6所述的基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的系统，其特征在 于，所述伤点确认器(208)在确认伤点后指示所述探头移动器(209)移动探头。
8. 根据权利要求7所述的基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的系统，其特征在 于，所述同一个伤点至少被同一个探头扫查到的最小次数n可以根据以下公式获得n=bf/v， 其中b为探头沿钢板运行方向的宽度；f为单个通道的重复频率；v为钢板运行速度。
全文摘要
一种基于信号相关性降低中厚板自动探伤误判率的方法和系统，特征提取器对探头特征进行提取，将获得的探头特征数据作为后续相关处理的模板，阈值设定器设定相关性阈值，数据采集器采集探伤过程中同一个通道中探头探伤信号数据；相关性处理器将采集来的数据与探头特征数据进行相关性处理；相关性判断器判断相关性是否大于阈值，是则加法器将相关性次数加一，否则清除器将相关性次数清零；相关性次数判断器判断相关性次数是否大于同一个伤点至少应被同一个探头扫查到的次数n，是则由伤点确认器确认伤点，否则探头移动器移动探头一个步进，令数据采集器重新采集数据。从而提供一种降低误判率的基于信号相关性减低中厚板自动探伤误判率的方法和系统。
文档编号G01N29/22GK101655479SQ20091009252
公开日2010年2月24日 申请日期2009年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者郭大勇, 阙开良, 斌 陈 申请人:郭大勇