一种磁记忆检测装置和检测方法及检测信号小波变换处理方法

文档序号:6179749阅读:208来源:国知局
一种磁记忆检测装置和检测方法及检测信号小波变换处理方法
【专利摘要】一种磁记忆检测装置和检测方法及检测信号小波变换处理方法,它涉及一种检测装置和检测方法及检测信号小波变换处理方法,具体涉及一种磁记忆检测装置和检测方法及检测信号小波变换处理方法。本发明为了解决现有的磁记忆检测仪中使用的信号梯度分析方法存在的降噪效果差,判断准确率低的问题。本发明包括信号接收器、数据线和检测仪,信号接收器通过数据线与检测仪连接。本发明用于对管道进行无损检测。
【专利说明】一种磁记忆检测装置和检测方法及检测信号小波变换处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测装置和检测方法及检测信号小波变换处理方法,具体涉及一种磁记忆检测装置和检测方法及检测信号小波变换处理方法。
【背景技术】
[0002]管道的无损检测方法有很多,磁记忆检测技术是近年来出现的新型无损检测技术,其较传统的无损检测技术具有显著的优越性。传统的无损检测技术主要是对管道进行接触性检测或提离高度很小的非接触检测,且对被检管道有一定的条件要求,虽然检测方法成熟,但对于埋地管道由于有土壤介质、管道埋深等影响因素,还不能实现直接检测,只能通过管道机器人来实现内检测或通过挖掘管道后对管道进行外检测。磁记忆检测技术弥补了以上检测方法的不足,金属磁记忆检测技术是基于金属磁性记忆原理对铁磁性工件进行无损检测的新方法,其原理是在地球磁场的作用下,铁磁性工件会有自发磁化的现象,在工件的缺陷处会出现自漏磁场,通过检测工件磁场的变化情况从而判断缺陷的位置。
[0003]大多数磁记忆检测设备是用于接触性或提离高度较低的裂纹或微观缺陷的检测。爱德森公司首先推出了 EMS-1000掌上金属磁记忆检测仪,可用于管道、叶片、轴承、齿轮等的检测,此设备的测距较小,基本是接触性的检测。随后爱德森公司也在EMS-1000的基础上进行改进,相继推出了 EMS-2000、EMS-2003等EMS系列的磁记忆检测设备及配套的数据处理软件,目前可实现最大测距达150mm的检测。北京科学技术研究所研制了专用于铁路检测的MTR-1磁记忆检测仪。北京必可测科技有限公司研制了 ΜΜΤ-1、ΜΜΤ-2磁记忆探伤分析仪及MMT-3裂纹检测仪。这些仪器可简便的实现表面或近表面的铁磁性工件的检测,但还不能对地下管道进行非接触检测。
[0004]磁记忆检测信号的滤波降噪以及特征研究一直是磁记忆检测领域的研究热点和难点。由于其检测的信号来源为铁磁管道在地磁场感应下产生的感生磁场,信号十分微弱,且检测现场的电磁干扰严重,检测有用信号十分困难。目前,对拾取到的信号主要通过计算其强度梯度,判断腐蚀程度和缺陷位置,具有定位误差大,准确率低等缺。

【发明内容】

[0005]本发明为解决现有的磁记忆检测仪中使用的信号梯度分析方法存在的降噪效果差,判断准确率低的问题,进而提出一种磁记忆检测装置和检测方法及检测信号小波变换处理方法。
[0006]本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明包括信号接收器、数据线和检测仪,信号接收器通过数据线与检测仪连接。
[0007]本发明所述检测方法的具体步骤如下:
[0008]步骤一、信号接收器上的扫描探头检测铁磁性管道表面的磁场弱信号,并将其转化为模拟电信号通过数据线传送至检测仪内;[0009]步骤二、模拟电信号进入检测仪内后,首先经由滤波电路滤波,经过滤波后的模拟电信号进入放大电路进行放大处理,经过放大处理的模拟电信号通过A/D转换器转化成易于处理的数字信号并将其发送至微控器中,微控制器将数据存储在存储器芯片中,并将其显示在检测仪的液晶屏幕上;
[0010]步骤三、检测仪将芯片中的存储数据通过端口通讯传送至分析设备中。
[0011]本发明所述检测信号小波变换处理方法的具体步骤如下:
[0012]步骤A、对检测信号进行多尺度小波分解;
[0013]步骤B、再次对检测信号进行多尺度小波分解,其中高频部分小波系数保留,低频部分继续进行小波变换,重复此过程10-20次;
[0014]步骤C、根据信号和噪声的小波系数具有不同的性质,将处理后的小波系数重构从而得到降噪后的信号;
[0015]步骤D、将步骤C中降噪后的信号采用小波阈值法进行进一步处理,选择四层小波分解层数将含噪音信号进行小波多尺度分解;
[0016]步骤E、根据分解后的各尺度上的小波系数设定阈值,保留高于该阈值的小波系数,消除低于该阈值的小波系数。
[0017]本发明的有益效果是:本发明能对管道进行全面无损检测,本发明能有效滤除夹杂在磁记忆检测信号中的噪声信号,并能比较准确的判断缺陷位置。经过现场埋地管道试验,使用本信号处理方法的磁记忆检测仪抗干扰能力较强,检测准确率可达到80%以上。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]图1是检测装置的结构示意图,图2是水平芯片和竖直芯片位置示意图,图3是未经过小波变换处理的信号和经过小波变换处理的信号对比图。
【具体实施方式】
[0019]【具体实施方式】一:结合图1和图2说明本实施方式,本实施方式所述一种磁记忆检测装置包括信号接收器1、数据线2和检测仪3,信号接收器I通过数据线2与检测仪3连接。
[0020]本实施方式中检测仪3上还设有计数装置和温度采集器,计数装置用于记录信号接收器I上扫描探头的位置信息,便于更准确的对缺陷处进行定位;温度采集器用于对信号接收器I上的磁敏传感器进行温度补偿。
[0021]【具体实施方式】二:结合图1和图2说明本实施方式,本实施方式所述一种磁记忆检测装置的信号接收器I由磁敏传感器组成,磁敏传感器是由水平芯片4和竖直芯片5相互垂直组成的。
[0022]本实施方式中的水平芯片4是HMC1001芯片,其只对一个方向上的磁场敏感,竖直芯片5是HMC1002芯片,其对两个相互垂直方向的磁场敏感,水平芯片4和竖直芯片5组合后能够同时对三个方向的磁场进行检测。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0023]【具体实施方式】三:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述一种磁记忆检测装置的检测仪3内设有滤波电路、放大电路、A/D转换器和微控制器,滤波电路与放大电路连接,放大电路通过A/D转换器与微控制器连接。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一或二相同。
[0024]【具体实施方式】四:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述一种利用【具体实施方式】一所述装置进行管道无损检测的方法的具体步骤如下:
[0025]步骤一、信号接收器I上的扫描探头检测铁磁性管道表面的磁场弱信号,并将其转化为模拟电信号通过数据线2传送至检测仪3内;
[0026]步骤二、模拟电信号进入检测仪3内后,首先经由滤波电路滤波,经过滤波后的模拟电信号进入放大电路进行放大处理,经过放大处理的模拟电信号通过A/D转换器转化成易于处理的数字信号并将其发送至微控器中,微控制器将数据存储在存储器芯片中,并将其显示在检测仪3的液晶屏幕上;
[0027]步骤三、检测仪3将存储器芯片中的存储数据通过端口通讯传送至分析设备中。
[0028]【具体实施方式】五:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述一种对【具体实施方式】四中检测信号进行小波变换处理方法的具体步骤如下:
[0029]步骤A、对检测信号进行多尺度小波分解;
[0030]步骤B、再次对检测信号进行多尺度小波分解,其中高频部分小波系数保留,低频部分继续进行小波变换,重复此过程10-20次;
[0031]步骤C、根据信号和噪声的小波系数具有不同的性质,将处理后的小波系数重构从而得到降噪后的信号;
[0032]步骤D、将步骤C中降噪后的信号采用小波阈值法进行进一步处理,选择四层小波分解层数将含噪音信号进行小波多尺度分解;
[0033]步骤E、根据分解后的各尺度上的小波系数设定阈值,保留高于该阈值的小波系数,消除低于该阈值的小波系数;
[0034]本实施方式中的小波是指Daubechies小波,Daubechies小波具有正交性,有助于提高大量管道检测信号的计算速率,Daubechies小波的不对称性使其在不同方向上表现出的不等的权重,紧支性使其有效的表征具有位置特性的信号,即检测信号中夹带的瞬态反常现象。
[0035]实施例
[0036]对一组带有噪声的信号采用db小波进行4层分解并采用软阈值函数与固定阈值形式结合的降噪方法进行处理,处理前后的信号波型如图3所示,从图3中可以看出,经过小波变换处理的信号清晰且效果好,抗干扰能力强。
【权利要求】
1.一种磁记忆检测装置,其特征在于:所述一种磁记忆检测装置包括信号接收器(I)、数据线(2)和检测仪(3),信号接收器(I)通过数据线(2)与检测仪(3)连接。
2.根据权利要求1所述一种磁记忆检测装置,其特征在于:信号接收器(I)由磁敏传感器组成,磁敏传感器是由水平芯片(4)和竖直芯片(5)相互垂直组成的。
3.根据权利要求1或2所述一种磁记忆检测装置,其特征在于:检测仪(3)内设有滤波电路、放大电路、A/D转换器和微控制器,滤波电路与放大电路连接,放大电路通过A/D转换器与微控制器连接。
4.一种利用权利要求1所述装置的磁记忆检测方法,其特征在于:所述一种磁记忆检测方法的具体步骤如下: 步骤一、信号接收器(I)上的扫描探头检测铁磁性管道表面的磁场弱信号,并将其转化为模拟电信号通过数据线(2)传送至检测仪(3)内; 步骤二、模拟电信号进入检测仪(3)内后,首先经由滤波电路滤波,经过滤波后的模拟电信号进入放大电路进行放大处理,经过放大处理的模拟电信号通过A/D转换器转化成易于处理的数字信号并将其发送至微控器中,微控制器将数据存储在存储器芯片中,并将其显示在检测仪(3)的液晶屏幕上; 步骤三、检测仪(3 )将存储器芯片中的存储数据通过端口通讯传送至分析设备中。
5.一种对权利要求4中检测信号进行小波变换处理的方法,其特征在于:一种检测信号小波变换处理方法的具体步骤如下: 步骤A、对检测信号进行多尺度小波分解; 步骤B、再次对检测信号进行多尺度小波分解,其中高频部分小波系数保留,低频部分继续进行小波变换,重复此过程10-20次; 步骤C、根据信号和噪声的小波系数具有不同的性质,将处理后的小波系数重构从而得到降噪后的信号; 步骤D、将步骤C中降噪后的信号采用小波阈值法进行进一步处理,选择四层小波分解层数将含噪音信号进行小波多尺度分解; 步骤E、根据分解后的各尺度上的小波系数设定阈值,保留高于该阈值的小波系数,消除低于该阈值的小波系数。
【文档编号】G01N27/83GK103487500SQ201310481941
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】李隆球, 徐 明, 贺瑾瑜, 张广玉, 孙艳茹, 王林 申请人:哈尔滨工业大学
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