缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法技术

本发明专利技术提出一种缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法，包括以下步骤：S1：获取给定缺陷的尺寸信息，尺寸信息包括缺陷的长度，宽度和深度；S2：根据给定缺陷的尺寸信息，选取单元缺陷尺寸及伸缩因子；S3：获取单元缺陷漏磁信号；S4：根据伸缩因子，对获取的单元缺陷漏磁信号进行伸缩变换，得到伸缩后的漏磁信号；S5：利用插值算法对伸缩后的漏磁信号进行插值处理，得到插值后的漏磁信号；S6：对插值后的漏磁信号进行z轴修正，得到修正后的漏磁信号；S7：根据修正后的漏磁信号得到给定缺陷的漏磁信号。本发明专利技术具有求解模型简单，计算速度快，计算精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法
本专利技术涉及无损检测
，特别涉及一种缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法。
技术介绍
漏磁检测是最常用的无损检测技术之一，通过对检测到的漏磁信号进行分析处理，得到给定缺陷的尺寸信息。在对缺陷尺寸和轮廓进行反演过程中，最常用的方法之一是构建可以根据已知缺陷参数求解漏磁信号的正向模型，通过对正向模型数据的缺陷参数进行优化，逼近目标漏磁信号，从而实现缺陷轮廓的反演。其中寻找准确而快速的缺陷漏磁信号求解方法是整个缺陷反演过程的重点与难点。现有的相关技术中，缺陷漏磁信号的求解方法主要有磁偶极子法、神经网络法和有限元法。例如一种基于磁荷分布重构算法的漏磁检测缺陷三维成像方法，采用磁偶极子法求解漏磁信号，但由于解析模型中对实际情况进行了诸多假设和简化，模型精度低；例如一种裂纹形状反演方法，采用神经网络求解漏磁信号，但由于模型的训练依赖于经验数据，模型泛化能力不强；例如三维漏磁检测缺陷复合反演成像方法，采用有限元法求解漏磁信号，但由于有限元计算模型复杂，计算时间长，计算效率较低。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法，该方法具有求解模型简单，计算速度快，计算精度高的优点。为了实现上述目的，本专利技术的实施例提出了一种缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法，包括以下步骤：S1：获取给定缺陷的尺寸信息，所述尺寸信息包括缺陷的长度l，宽度w和深度d；S2：根据给定缺陷的尺寸信息，选取单元缺陷尺寸l0，w0，d0及伸缩因子s；S3：获取单元缺陷漏磁信号S4：根据伸缩因子s，对获取的单元缺陷漏磁信号进行伸缩变换，得到伸缩后的漏磁信号S5：利用插值算法对伸缩后的漏磁信号进行插值处理，得到插值后的漏磁信号S6：对插值后的漏磁信号进行z轴修正，得到修正后的漏磁信号S7：根据修正后的漏磁信号得到所述给定缺陷的漏磁信号另外，根据本专利技术上述实施例的缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法还可以具有如下附加的技术特征：在一些示例中，所述缺陷漏磁信号为缺陷漏磁场沿磁化方向的水平分量漏磁信号，或者所述缺陷漏磁信号为切向和法向分量的漏磁信号。在一些示例中，在所述步骤S1之前，还包括：构建单元缺陷漏磁信号数据库，其中包含不同尺寸l0×w0×d0的缺陷在z轴数值为z0处的检测平面(x,y,z0)上的漏磁信号在一些示例中，所述单元缺陷尺寸l0，w0，d0及伸缩因子s满足下述条件：l＝s×l0,w＝s×w0,d＝s×d0,0.5≤s≤5。在一些示例中，选取的所述单元缺陷尺寸是所述单元缺陷漏磁信号数据库中已有的缺陷尺寸。在一些示例中，所述单元缺陷漏磁信号是根据所述单元缺陷尺寸从所述单元缺陷漏磁信号数据库中提取的，且单元缺陷漏磁信号是在z轴数值为z0处的检测平面上的漏磁信号。在一些示例中，所述伸缩变换是将单元缺陷尺寸在长度l0，宽度w0和深度d0上分别伸缩s倍，同时将检测平面(x,y,z0)的x轴，y轴和z轴坐标也分别伸缩s倍。在一些示例中，所述伸缩后的漏磁信号在数值上满足下述等式：在一些示例中，所述对插值后的漏磁信号进行z轴修正，进一步包括：对伸缩后的漏磁信号进行二维傅里叶变换，得到频域信号在频域中修正z轴信号，修正后的频域信号满足下述等式：其中，α和β分别是x和y方向上的空间频率变量；对修正后的频域信号进行二维傅里叶反变换，得到修正后的漏磁信号根据本专利技术实施例的缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法，事先获取单元缺陷漏磁信号，并根据缺陷尺寸缩放与漏磁信号间的关系，对单元漏磁信号进行伸缩变化，从而实现对缺陷漏磁信号的求解。通过事先获取单元缺陷漏磁信号作为变换基础，可以有效减少求解过程中的计算量；对漏磁信号的伸缩、插值及修正操作保证了求解的精度，解决了缺陷漏磁信号求解过程中，求解模型复杂，计算速度慢和计算精度低的问题，即具有求解模型简单，计算速度快，计算精度高的优点。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法的流程图；图2(a)至图2(b)是根据本专利技术一个具体实施例的缺陷长宽深为24mm×24mm×2.4mm缺陷漏磁信号求解结果对比图；图3(a)至图3(b)是根据本专利技术一个具体实施例的缺陷长宽深为48mm×24mm×4.8mm缺陷漏磁信号求解结果对比图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。以下结合附图描述根据本专利技术实施例的缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法。图1是根据本专利技术一个实施例的缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：步骤S1：获取给定缺陷的尺寸信息，尺寸信息包括缺陷的长度l，宽度w和深度d。在本专利技术的一个实施例中，在步骤S1之前，还包括：构建单元缺陷漏磁信号数据库，其中包含不同尺寸l0×w0×d0的缺陷在z轴数值为z0处的检测平面(x,y,z0)上的漏磁信号步骤S2：根据给定缺陷的尺寸信息，选取单元缺陷尺寸l0，w0，d0及伸缩因子s。具体地，在本专利技术的一个实施例中，单元缺陷尺寸l0，w0，d0及伸缩因子s满足下述条件：l＝s×l0,w＝s×w0,d＝s×d0,0.5≤s≤5。进一步地，选取的单元缺陷尺寸是单元缺陷漏磁信号数据库中已有的缺陷尺寸。步骤S3：获取单元缺陷漏磁信号具体地，在本专利技术的一个实施例中，单元缺陷漏磁信号是根据单元缺陷尺寸从单元缺陷漏磁信号数据库中提取的，且单元缺陷漏磁信号是在z轴数值为z0处的检测平面上的漏磁信号。步骤S4：根据伸缩因子s，对获取的单元缺陷漏磁信号进行伸缩变换，得到伸缩后的漏磁信号具体地，在该步骤S4中，伸缩变换具体是将单元缺陷尺寸在长度l0，宽度w0和深度d0上分别伸缩s倍，同时将检测平面(x,y,z0)的x轴，y轴和z轴坐标也分别伸缩s倍。更为具体地，伸缩后的漏磁信号在数值上满足下述等式：步骤S5：利用插值算法对伸缩后的漏磁信号进行插值处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取给定缺陷的尺寸信息，所述尺寸信息包括缺陷的长度l，宽度w和深度d；S2：根据给定缺陷的尺寸信息，选取单元缺陷尺寸l0，w0，d0及伸缩因子s；S3：获取单元缺陷漏磁信号

【技术特征摘要】
1.一种缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取给定缺陷的尺寸信息，所述尺寸信息包括缺陷的长度l，宽度w和深度d；S2：根据给定缺陷的尺寸信息，选取单元缺陷尺寸l0，w0，d0及伸缩因子s；S3：获取单元缺陷漏磁信号S4：根据伸缩因子s，对获取的单元缺陷漏磁信号进行伸缩变换，得到伸缩后的漏磁信号S5：利用插值算法对伸缩后的漏磁信号进行插值处理，得到插值后的漏磁信号S6：对插值后的漏磁信号进行z轴修正，得到修正后的漏磁信号S7：根据修正后的漏磁信号得到所述给定缺陷的漏磁信号2.根据权利要求1所述的缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法，其特征在于，所述缺陷漏磁信号为缺陷漏磁场沿磁化方向的水平分量漏磁信号，或者所述缺陷漏磁信号为切向和法向分量的漏磁信号。3.根据权利要求1所述的缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，还包括：构建单元缺陷漏磁信号数据库，其中包含不同尺寸l0×w0×d0的缺陷在z轴数值为z0处的检测平面(x,y,z0)上的漏磁信号4.根据权利要求1所述的缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法，其特征在于，所述单元缺陷尺寸l0，w0，d0及伸缩因子s满足下述条件：l＝s×l0,w＝s×w0,d＝s×d0,0.5≤s≤5。5.根据权利要求3所述的缺陷漏磁信号的单元伸缩构建方法，其特征在于，选取的所述单元缺陷尺寸是所述单元缺陷漏磁信号数据库...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄松岭，彭丽莎，赵伟，王珅，程迪，于佳，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11