形态滤波在地磁测量信号处理中的应用研究

获得精确的地磁场测量值是地磁导航技术应用的关键.针对磁力仪测量信号中存在的随机噪声与脉冲等干扰,提出将数学形态学理论应用于信号的预处理,并根据信号的特点,设计由不同结构元素组成的广义组合形态滤波器,通过仿真对滤波器的性能进行了研究,并将其应用到实际测量的地磁数据中进行处理,将结果与传统滤波方法进行对比,验证了本文提出的方法的有效性.仿真与实验结果表明,形态滤波算法简单、效果好,适于在地磁测量信号处理中的应用.     

涡流探头提离效应的理论分析与实验研究

推导了线圈置于有限厚度的金属平板上方时其阻抗计算的级数表达式,并以此为基础分析了由线圈的提离改变所引起的线圈阻抗的变化特征.同时采用有限元法对导体平板上有缺陷存在时的复杂三维涡流问题进行计算求解,进一步分析了提离变化对缺陷所引起的线圈阻抗变化的影响.结果表明提离增加会显著降低缺陷信号的幅值,但并不影响缺陷信号和提离轨迹之间的相位差,通过分析相位差随检测频率的变化规律发现:存在一个合适的频率可使缺陷信号和提离干扰之间出现90°的相位差.实验数据说明了阻抗计算模型及其理论分析的正确性,其结论为实际检测中利用相位旋转及信号增强技术消除提离干扰提供了有价值的理论参考.     

谱分析型多频涡流检测的激励信号设计与优化

基于虚拟仪器技术,设计了一种用于谱分析的多频涡流检测系统,重点对其激励信号的设计和优化问题进行了研究。激励信号通过软件方式进行合成,包括同步加法合成激励和调制频率合成激励。在同步加法合成激励方式中,对各频率分量的初始相位进行优化,降低峰值因数。在调制频率合成激励方式中,选择Tukey窗函数,可有效抑制检测信号频谱中的纹波。     

一种新型嵌入式内窥涡流集成化无损检测系统

介绍一种新型嵌入式无损检测系统。该系统结合了内窥探伤技术和涡流检测的优点,适用于像航空发动机这类拆分麻烦的复杂检测对象的原位无损检测。以ARM9微处理器S3C2440和Windows CE.net嵌入式操作系统为核心,设计了该检测系统。该检测系统把传统的无损检测技术和先进的数字信号处理、自动检测、嵌入式系统等技术相结合,使该检测系统具有集成化、小型化、智能化的特点,满足了设备现场原位无损检测的需要。     

内窥镜图像非线性畸变数字校正方法

内窥镜普遍采用了大视场的广角物镜,其图像存在桶形畸变。在对畸变产生原因和校正原理进行分析的基础上,提出一种新的内窥镜图像畸变数字校正方法。结合点阵样板校正的方法,根据畸变图像中圆点之间相互位置关系构造出理想图像圆点的位置,采用三次B样条插值函数分别对畸变图像像素在x坐标轴和y坐标轴方向上的偏移量曲面进行插值。利用曲面插值得到每个像素的偏移量,对各像素进行坐标转换得到校正图像,采用双线性插值方法对坐标转换时没有赋值的像素进行灰度插值。实验结果表明该方法原理简单,易于实现,可有效用于内窥镜图像畸变校正。     

基于有限元法的涡流传感器设计

针对某特殊形状输油管的涡流检测需求,提出了弧形线圈涡流探头的设计思路。建立了输油管及探头的有限元模型,实现了单个线圈不同尺寸、不同匝数、不同激励频率下试件有／无裂纹情况下阻抗的仿真计算,给出了阻抗相对变化率。试验结果表明,有限元仿真研究与实际结果有较好的一致性,可用于指导特殊涡流传感器的设计。     

基于纹理特征的钢丝绳图像分割方法

针对复杂背景下钢丝绳图像难以准确分割的问题,提出一种新的基于纹理特征的图像分割方法.首先,采用局部二进制模式(Local Binary Pattern,LBP)特征直方图的一阶熵、二阶熵作为LBP特征的统计测度,降低LBP特征的维数.同时选用边缘密度作为纹理描述的特征之一,弥补LBP算子提取纹理特征不足,抗干扰能力差的缺点.然后以上述纹理特征构成特征矢量,采用模糊C-均值(Fuzzy C-Mean,FCM聚类算法进行聚类分割.在实验中,对比了该算法与灰度共生矩阵、传统LBP算子在钢丝绳图像分割中的效果.结果表明,该算法可以有效地对钢丝绳图像进行纹理分割,并能取得良好的边界定位效果,性能优于另外两种算法.     

基于脉冲涡流检测技术的缺陷定量检测研究

对飞机多层结构中出现的缺陷进行定量检测具有重要意义.文章将脉冲涡流检测技术应用其中,设计并实现了一套完整的脉冲涡流检测系统.在对检测信号进行分析处理的基础上,提取峰值、峰值时间、过零时间等时域特征量,实现对缺陷的定量检测,并通过进一步的实验加以验证.     

利用交变磁场测量法的金属表面缺陷检测

当通有交变电流的激励线圈靠近被检测试件时,产生的交变磁场会在试件表面感应出电流.基于交变磁场测量法(ACFM)的原理,建立被测试件感应电流流向模型,并把电磁场场量分成三个分量进行分析,再用ANSYS基于有限元法的金属表面缺陷检测仿真.仿真结果表明,通过测量扰动磁场的分布,可检测金属表面缺陷.     

矩形脉冲涡流传感器的三维磁场量与缺陷定量评估

脉冲涡流是一种有效的电磁无损检测技术。基于脉冲涡流检测原理设计了脉冲涡流检测系统,并对矩形脉冲涡流传感器的三维磁场量进行了研究。分别在传感器的不同走向下,使用三维检测传感器获得了三维磁场量的Bx、By与Bz曲线。在传感器的不同走向下,提出使用三维蝶形图对缺陷进行检测识别。对三维信号进行特征分析后,分别在不同走向下,通过Bz曲线评估缺陷的深度。通过By与Bz曲线的特征可以测量缺陷的长度。为进一步实现飞机机身缺陷的成像检测提供了有价值的参考。