一种基于电磁导波的换热管检测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于电磁导波的换热管检测系统及方法，该方法包括：获取导波模块生成的电磁超声信号；根据所述电磁超声信号进行DCT变换和小波变化，分别生成第一变换信号和第二变换信号；根据所述第一变换信号和所述第二变换信号，判断所述换热管的损伤位置。本发明专利技术采用多种信号变化的角度，对电磁超声信号进行处理，多种信号相互验证、相互补充，保证信号处理的准确性，提高对缺陷位置定位的准确性。提高对缺陷位置定位的准确性。提高对缺陷位置定位的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁导波的换热管检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及无损检测
，尤其涉及一种基于电磁导波的换热管检测系统及方法。

技术介绍

[0002]电磁超声检测技术是一种新的超声检测技术，在激励端通过将电磁场转化为声场，使声波在工件中传播；在接收端将声场转化为电磁场，通过测量检测线圈上的电压信号来达到检测缺陷的目的。
[0003]根据电磁超声检测原理，相对于压电超声需要采用耦合剂而言，电磁超声不需要与被测试件直接接触，可以与工件表面有一定的提离距离。因此电磁超声检测技术可以广泛的引用在一些快速检测和高温度检测的场合。因此，如何提高电磁超声检测技术的准确性是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提供一种基于电磁导波的换热管检测系统及方法，用以克服现有技术中电磁超声检测技术的准确度不高的问题。
[0005]本专利技术提供一种基于电磁导波的换热管检测系统，包括控制模块、发射模块、导波模块、接收模块和显示模块，其中：
[0006]所述控制模块，用于控制信号的发射；
[0007]所述发射模块，用于在所述控制信号的控制下，生成脉冲电流；
[0008]所述导波模块，用于在所述脉冲电流的激励下，激励出电磁超声信号；
[0009]所述显示模块，用于对所述电磁超声信号进行数字信号处理后，显示换热管检测结果。
[0010]进一步地，所述发射模块依次包括：驱动电路、全桥逆变电路、阻抗匹配电路和发射线圈。
[0011]进一步地，所述导波模块包括第一交变磁场单元、激励单元、第二交变磁场单元和接收线圈，所述激励单元包括：
[0012]与所述第一交变磁场单元连接的第一涡流单元；
[0013]与所述第一涡流单元连接的静态偏置磁场；
[0014]与所述静态偏置磁场连接的永磁铁；
[0015]分别与所述第二交变磁场单元和所述静态偏置磁场连接的第二涡流单元。
[0016]进一步地，所述显示模块依次包括与接收线圈连接的信号调理电路、AD采集电路、数字信号处理单元和显示信号处理结果单元。
[0017]本专利技术还提供一种基于电磁导波的换热管检测方法，基于如上所述的基于电磁导波的换热管检测系统，应用于所述述换热管检测系统中的显示模块中的数字信号处理单元，所述换热管检测方法包括：
[0018]获取导波模块生成的电磁超声信号；
[0019]根据所述电磁超声信号进行DCT变换和小波变化，分别生成第一变换信号和第二变换信号；
[0020]根据所述第一变换信号和所述第二变换信号，判断所述换热管的损伤位置。
[0021]进一步地，所述根据所述第一变换信号和所述第二变换信号，判断所述换热管的损伤位置包括：
[0022]根据所述第一变换信号的DCT系数，生成第一损伤位置；
[0023]根据所述第二变换信号的小波系数，生成第二损伤位置；
[0024]若所述第一损伤位置和所述第二损伤位置的电磁超声发射位置一致，则对应为最终损伤位置
[0025]进一步地，所述根据所述第一变换信号的DCT系数，生成第一损伤位置包括：
[0026]将所述DCT系数输入至训练完备的深度学习网络，确定对应的第一缺陷波段；
[0027]基于超声波定位理论，根据所述第一缺陷波段进行定位计算，确定所述第一损伤位置。
[0028]进一步地，所述根据所述第二变换信号的小波系数，生成第二损伤位置包括：
[0029]对所述小波系数的高频部分进行软阈值量化处理，得到分解后的小波系数；
[0030]根据所述分解后的小波系数，重新拟合回波信号，建立时间序列模型ARMA(m，n)，定义ARMA模型为：
[0031][0032]其中，y
t
表示系统的输出数据，y
t
‑1...y
t
‑
n
是表示同一序列的不同t时刻的输出数据，反应了时间前后的关系；n代表模型的阶数，描述了系统的动态记忆性，即当前的输出只与前n个时刻的历史观测值有关，而与n时刻之前的数据无线性关系；m代表滑动模型的阶数；ai表示自回归系数，也称权数，描述了t
‑
i时刻的输出数据对t时刻数据的影响程度；dj表示滑动平均系数；和均为不可测量的外部白噪声，根据模型的AIC准则，选择模型的阶数为ARMA(2，1)进行数据拟合处理；
[0033]根据拟合后的数据，确定第二缺陷波段；
[0034]基于超声波定位理论，根据所述第二缺陷波段进行定位计算，确定所述第二损伤位置。
[0035]进一步地，所述若所述第一损伤位置和所述第二损伤位置的电磁超声发射位置一致，则对应为最终损伤位置包括：
[0036]若所述第一损伤位置的电磁超声发射位置和所述第二损伤位置的电磁超声发射位置一致，则对应的电磁超声发射位置为换热管的所述最终损伤位置。
[0037]进一步地，所述定位计算的处理通过如下公式表示：
[0038]S＝VT/2
[0039]其中，S表示定位的距离；V表示超声波的速度；T表示超声波的往返时间。
[0040]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：首先，对电磁超声信号进行有效的获取，形成管道内部不同位置产生的电磁超声信号的回波；然后，利用电磁超声信号进行多方面的信号变化，即DCT变换和小波变化，分别生成第一变换信号和第二变换信号，能够有效
地从不同角度关注回波内局部的特征信息；结合第一变换信号和第二变换信号，相互补充、相互验证，结合多方面信息处理结果，共同确定损失位置，保证其准确性。综上，本专利技术采用多种信号变化的角度，对电磁超声信号进行处理，多种信号相互验证、相互补充，保证信号处理的准确性，提高对缺陷位置定位的准确性。
附图说明
[0041]图1为本专利技术提供的基于电磁导波的换热管检测系统一实施例的结构示意图；
[0042]图2为本专利技术提供的基于电磁导波的换热管检测系统一具体实施例的结构示意图；
[0043]图3为本专利技术提供的基于电磁导波的换热管检测方法一实施例的流程示意图；
[0044]图4为本专利技术提供的图3中步骤S3一实施例的流程示意图；
[0045]图5为本专利技术提供的图4中步骤S31一实施例的流程示意图；
[0046]图6为本专利技术提供的图4中步骤S32一实施例的流程示意图；
[0047]图7为本专利技术提供的检测波形一实施例的波形示意图；
[0048]图8为本专利技术提供的基于电磁导波的换热管检测装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0049]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0050]在本专利技术的描述中，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或者隐含指明所指示的技术特征的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁导波的换热管检测系统，其特征在于，包括：控制模块、发射模块、导波模块、接收模块和显示模块，其中：所述控制模块，用于控制信号的发射；所述发射模块，用于在所述控制信号的控制下，生成脉冲电流；所述导波模块，用于在所述脉冲电流的激励下，激励出电磁超声信号；所述显示模块，用于对所述电磁超声信号进行数字信号处理后，显示换热管检测结果。2.根据权利要求1所述的基于电磁导波的换热管检测系统，其特征在于，所述发射模块依次包括：驱动电路、全桥逆变电路、阻抗匹配电路和发射线圈。3.根据权利要求1所述的基于电磁导波的换热管检测系统，其特征在于，所述导波模块包括第一交变磁场单元、激励单元、第二交变磁场单元和接收线圈，所述激励单元包括：与所述第一交变磁场单元连接的第一涡流单元；与所述第一涡流单元连接的静态偏置磁场；与所述静态偏置磁场连接的永磁铁；分别与所述第二交变磁场单元和所述静态偏置磁场连接的第二涡流单元。4.根据权利要求3所述的基于电磁导波的换热管检测系统，其特征在于，所述显示模块依次包括与接收线圈连接的信号调理电路、AD采集电路、数字信号处理单元和显示信号处理结果单元。5.一种基于电磁导波的换热管检测方法，其特征在于，基于根据权利要求1至4任一项所述的基于电磁导波的换热管检测系统，应用于所述述换热管检测系统中的显示模块中的数字信号处理单元，所述换热管检测方法包括：获取导波模块生成的电磁超声信号；根据所述电磁超声信号进行DCT变换和小波变化，分别生成第一变换信号和第二变换信号；根据所述第一变换信号和所述第二变换信号，判断所述换热管的损伤位置。6.根据权利要求5所述的基于电磁导波的换热管检测方法，其特征在于，所述根据所述第一变换信号和所述第二变换信号，判断所述换热管的损伤位置包括：根据所述第一变换信号的DCT系数，生成第一损伤位置；根据所述第二变换信号的小波系数，生成第二损伤位置；若所述第一损伤位置和所述第二损伤位置的电磁超声发射位置一致，则对应为最终损伤位置。7.根据权利要求5所述的基于电磁导波的换热管检...

【专利技术属性】
技术研发人员：王理博，贺锡鹏，王方方，陈碧强，方志泓，韩志雄，张奎，朱义，殷德奖，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司武汉中科创新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：