一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法

本发明涉及一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法，属于无损检测。

背景技术：

1、近年来，随着对无损检测技术的不断提升需求，漏磁检测技术在现代信号无损检测领域扮演着至关重要的角色。采集并分析漏磁信号具有探测工件缺陷、壁厚、椭圆度等多种特征的能力，成为无损检测的重要手段。在强振动背景下进行漏磁信号采集时，所获得的信号常伴随着大量噪声，对采集到的有用信号形成了巨大的干扰，严重影响信号采集效果，增大了对信号分析处理的难度。因此，对这些噪声进行有效的降噪处理变得尤为关键。

2、我国在漏磁信号降噪领域进行了相当深入的研究，常见的降噪方法包括小波变换降噪、自适应滤波降噪和谱减法降噪。然而，在复杂的工程环境中，尤其是在强烈振动的情况下，这些传统降噪方法都表现出明显的局限性。

3、强振动环境下漏磁信号的采集通常伴随着大量的噪声信号，使得传统降噪方法的效果受到挑战。小波变换虽然在一定程度上能够提供时频分析的优势，但在处理高度非线性、非平稳振动信号时存在一定的限制。自适应滤波方法在理论上具有较好的适应性，但在实际强振动背景中可能受到信号与噪声之间复杂相互作用的制约。谱减法降噪在频域处理方面表现良好，但对信号和噪声之间的边界划分需要较为准确，且在强烈振动情况下可能失效。当前的挑战是在复杂振动环境下，寻找更为创新和适应性强的漏磁信号降噪方法，以提高在实际工程应用中的可靠性和稳定性。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法。

2、本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法，包括以下步骤：

3、s1、通过多个传感器收集被测工件的振动信号、漏磁信号；

4、s2、对振动信号、漏磁信号进行预处理；

5、s3、对预处理后的振动信号、漏磁信号进行特征提取；

6、s4、对多个传感器的特征进行融合计算，以得出被测工件的漏磁信号。

7、进一步的技术方案是，所述步骤s1中使用霍尔传感器获取被测工件漏磁信号，振动传感器获取被测工件振动情况，光电编码器获取被测工件移动的距离。

8、进一步的技术方案是，所述步骤s4的具体过程为：

9、s41、基于多准则排序对多个传感器的特征进行特征重要性排序；

10、s42、基于模糊逻辑对多个传感器的特征进行融合计算，得出被测工件的漏磁信号。

11、进一步的技术方案是，所述步骤s41的具体过程为：

12、s411、对各种特征值进行标准化处理；

13、s412、建立初始特征集合；

14、s413、分别通过过滤式特征选择方法、包裹式特征选择方法、嵌入式特征选择方法进行特征重要性排序；

15、s414、基于波达计数法进行多准则特征排序，得到改进后的多准则特征重要性排序。

16、进一步的技术方案是，所述过滤式特征选择方法包括互信息、最大相关-最小冗余、relieff算法。

17、进一步的技术方案是，所述包裹式特征选择方法包括序列前向选择、序列后向选择以及递归特征消除方法。

18、进一步的技术方案是，所述嵌入式特征选择方法包括决策树、极端树以及随机森林。

19、本发明具有以下有益效果：

20、1、综合信息优势：通过振动信号与漏磁信号的融合，充分利用了两种不同传感器获得的信息，实现了对被检测对象的全面监测。这种综合信息的利用有助于提高检测的准确性和可靠性；

21、2、降噪效果显著：采用融合方法处理信号，能够有效降低漏磁信号中振动噪声成分，提升信号的清晰度和稳定性。这对于在强振动背景下进行漏磁检测尤为重要，有助于更精准地识别目标信号；

22、3、抗干扰能力强：由于融合了多源信号，系统在面对复杂工程环境和强振动等干扰因素时表现更为稳健，具备更强的抗干扰能力。这有助于在复杂工况下提高检测的可靠性；

23、4、检测精度高：通过融合振动和漏磁信息，可以更准确地检测到工件的缺陷、壁厚变化等异常情况。这对于无损检测领域中对工件进行精准评估具有重要意义。

技术特征：

1.一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法，其特征在于，所述步骤s1中使用霍尔传感器获取被测工件漏磁信号，振动传感器获取被测工件振动情况，光电编码器获取被测工件移动的距离。

3.根据权利要求1所述的一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法，其特征在于，所述步骤s4的具体过程为：

4.根据权利要求3所述的一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法，其特征在于，所述步骤s41的具体过程为：

5.根据权利要求4所述的一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法，其特征在于，所述过滤式特征选择方法包括互信息、最大相关-最小冗余、relieff算法。

6.根据权利要求4所述的一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法，其特征在于，所述包裹式特征选择方法包括序列前向选择、序列后向选择以及递归特征消除方法。

7.根据权利要求4所述的一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法，其特征在于，所述嵌入式特征选择方法包括决策树、极端树以及随机森林。

技术总结
本发明涉及一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法，属于无损检测技术领域。本发明公开的一种基于振动信号与漏磁信号融合的噪声消除方法，包括以下步骤：S1、通过多个传感器收集被测工件的振动信号、漏磁信号；S2、对振动信号、漏磁信号进行预处理；S3、对预处理后的振动信号、漏磁信号进行特征提取；S4、对多个传感器的特征进行融合计算，以得出被测工件的漏磁信号。本发明利用综合信息有助于提高检测的准确性和可靠性，还具有降噪效果显著、抗干扰能力强、检测精度高。

技术研发人员：周兆明,邹宇珩,唐玮漩,魏尚纯,黄昱天,何炳森,李霄阳,刘星辰
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27