【技术实现步骤摘要】
一种金属构件内部缺陷敲击检测识别系统及识别方法
本专利技术属于声学检测
，具体是涉及一种金属构件内部缺陷敲击检测识别系统。
技术介绍
敲击检测属于声振无损检测方法中的一种，是一种通过激励被检试件，使其产生机械振动，并从得到声波的测定结果中判定被检测对象质量的方法。最早是用于铁路工人在检测车轮是否完整时，通过小锤敲击车轮后发出的声音，依据经验判断车轮是否有缺陷的存在。在承压类特种设备的宏观检验中也常用到这种敲击检验方法，用检验锤敲击锅炉受压元件的有关部位，以听觉配合手感触觉、视觉来判断有无缺陷，是锅炉检验中重要的、不可缺少的检验方法，正确使用该方法，可以对被检对象金属材料的劣化、腐蚀、结垢等进行初步判断。比如，用锤击法检验压力容器内外壁、锅炉筒体、炉胆、管板大横水管等受压元件时候，听锤击发出的声音和检验锤回弹的程度判断被检验受压元件的情况。如果被检验受压元件发出清脆和单纯的声音，这是钢板状况良好的象征；如果声音发闷、浊声，说明钢板很可能有夹灰、夹层、或者金属表面已经严重腐蚀，或者金属表面已经结了很厚的水垢；如发出沙拉沙拉...
【技术保护点】
1.一种金属构件内部缺陷敲击检测识别系统，其特征在于，包括检验锤、信息采集和控制单元、信息处理及显示单元、敲击声信号采集传感器和/或振动信号采集传感器，所述敲击声信号采集传感器采集检验锤敲击金属构件产生的敲击声音信号，所述振动信号采集传感器采集检验锤敲击金属构件产生的敲击振动信号，所述振动信号采集传感器安装在金属构件被敲击部位的周边，所述信息采集和控制单元对系统的控制和参数进行设置，对敲击声音信号和敲击振动信号进行A/D采样，所述信息处理及显示单元对敲击声音信号和敲击振动信号进行分析与识别，并把缺陷辨识结果通知使用者。/n
【技术特征摘要】
1.一种金属构件内部缺陷敲击检测识别系统，其特征在于，包括检验锤、信息采集和控制单元、信息处理及显示单元、敲击声信号采集传感器和/或振动信号采集传感器，所述敲击声信号采集传感器采集检验锤敲击金属构件产生的敲击声音信号，所述振动信号采集传感器采集检验锤敲击金属构件产生的敲击振动信号，所述振动信号采集传感器安装在金属构件被敲击部位的周边，所述信息采集和控制单元对系统的控制和参数进行设置，对敲击声音信号和敲击振动信号进行A/D采样，所述信息处理及显示单元对敲击声音信号和敲击振动信号进行分析与识别，并把缺陷辨识结果通知使用者。
2.根据权利要求1所述一种金属构件内部缺陷敲击检测识别系统，其特征在于，所述检验锤配置有力传感器，所述力传感器记录检验锤敲击力的大小。
3.一种金属构件内部缺陷敲击检测识别系统识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)，采集金属构件的敲击声音信号、敲击振动信号，记录敲击力大小；
(2)，根据金属构件缺陷特征，对采集到的敲击信息样本进行分类和标定；
(3)，对敲击声音信号进行预处理和滤波去噪，包括信号的滑动滤波、标准化、去除信号中的异常点和噪声；
(4)，计算各帧信号的过零率和短时能量，对敲击声音信号进行端点检测和音频段划分，剔除无用的静默段信号，把连续采集的敲击声音信号划分成与敲击次数相对应的等长音频段；
(5)，对步骤(4)中分段后的音频信号进行基于小波包分解的MFCC特征提取，建立敲击声音信号的MFCC特征集；
(6)，采用隐马尔可夫算法对敲击声音信号和敲击振动信号的MFCC特征集进行训练，建立HMM缺陷模型；
(7)，根据训练好的HMM缺陷模型，利用“二元信息融合+相关性反向证据”算法从敲击信号中识别出相同或类似的缺陷。
4.根据权利要求3所述一种金属构件内部缺陷敲击检测识别系统识别方法，其特征在于，在步骤(2)中，敲击信息样本分类和标定采用的方式为：检验人员利用“耳听手感”方式对被敲击金属构件的缺陷进行识别，并采用超声检测或数字射线技术对分类有怀疑的信息样本进行二次确认。
5.根据权利要求3所述一种金属构件内部缺陷敲击检测识别系统识别方法，其特征在于，在步骤(2)中，敲击信息样本分类和标定采用的方式为：制作一批有预制缺陷的人工试件，模拟检验现场的敲击信息采集，在敲击信息采集时，人为改变敲击力度、改变敲击声信号采集传感器的位置、制造环境噪声。
6.根据权利要求3所述一种金属构件内部缺陷敲击检测识别系统识别方法，其特征在于，在步骤(3)中，采用五点三次滑动滤波方法去除敲击声音信号中的高频随机噪声，采用小波包去噪对敲击声音信号进行去噪，利用滤波后信号最大值对滤波后的敲击声音信号进行标准化。
7...
【专利技术属性】
技术研发人员：余焕伟，陈仙凤，赵星波，杜锡勇，程飞，
申请(专利权)人：绍兴市特种设备检测院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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