确定真空泄漏漏孔形状和面积的方法及实验系统技术方案

本申请的实施例涉及测量不规则的轮廓的计量领域，具体涉及一种确定真空泄漏漏孔形状和面积的方法，该方法包括：接收漏孔泄漏信号；获取漏孔泄漏信号中的第一特征值；根据第一特征值，确定漏孔的形状；获取漏孔泄漏信号中的第二特征值；根据漏孔的形状和第二特征值，确定漏孔的面积；其中，基于改进变分模态分解特征提取法获取第一特征值。本申请的实施例所提供的方法可以较为准确地确定真空泄漏漏孔的形状，并且能在确定漏孔形状的同时确定漏孔的面积，从而提高检测的效率。此外，本申请的实施例还提供采用上述方法的实验系统。例还提供采用上述方法的实验系统。例还提供采用上述方法的实验系统。

【技术实现步骤摘要】
确定真空泄漏漏孔形状和面积的方法及实验系统


[0001]本申请的实施例涉及测量不规则的轮廓的计量领域，具体涉及一种确定真空泄漏漏孔形状和面积的方法及实验系统。

技术介绍

[0002]真空泄漏，是指在真空系统、真空容器或真空器件的系统壁、容器壁或者器件壁因材料本身缺陷或与其他部件之间的焊缝、机械连接处存在孔洞、裂纹或间隙等缺陷，大气通过这些缺陷进入真空系统、真空容器或者真空器件的内部，致使真空系统、真空容器或真空器件的内部达不到预期的真空度。
[0003]造成真空泄漏的缺陷称为漏孔，漏孔尺寸微小、形状复杂，相关技术中，主要采用傅里叶变换法确定漏孔的形状，上述方法确定漏孔形状的准确性低，且不能在确定漏孔形状的同时确定漏孔的大小，检测效率低。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本申请的技术方案，以解决上述问题的至少一个方面。
[0005]本申请的实施例提供一种确定真空泄漏漏孔形状和面积的方法，上述方法包括：接收漏孔泄漏信号；获取漏孔泄漏信号中的第一特征值；根据第一特征值，确定漏孔的形状；获取漏孔泄漏信号中的第二特征值；根据漏孔的形状和第二特征值，确定漏孔的面积；其中，基于改进变分模态分解特征提取法获取第一特征值。
[0006]本申请的实施例还提供一种确定真空泄漏漏孔形状和面积的实验系统，包括：金属板；真空模拟装置；传感器；信号分析设备；金属板上设置有真空泄漏漏孔，真空模拟装置与漏孔连接，传感器位于金属板上，以收集漏孔泄漏信号，并将漏孔泄漏信号传输至信号分析设备，信号分析设备根据上述方法确定真空泄漏漏孔的形状和面积。
[0007]本申请的实施例所提供的方法可以准确地确定真空泄漏漏孔的形状，并且能在确定漏孔形状的同时确定漏孔的面积，提高检测的效率。
附图说明
[0008]通过下文中参照附图对本申请所作的描述，本申请的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本申请有全面的理解。
[0009]图1是根据本申请的实施例的确定漏孔形状和面积的方法的流程图；图2是根据本申请的实施例的基于改进变分模态分解特征提取法提获取第一特征值的方法的流程图；图3是根据本申请的实施例的确定漏孔泄漏信号模态数的方法的流程图；图4是根据本申请的实施例的确定漏孔泄漏信号惩罚系数的方法的流程图；图5是根据本申请的实施例的检测真空泄漏漏孔形状和面积的实验系统的示意图。
[0010]附图5中：10、金属板；102、支撑体；104、减震底座；20、真空模拟装置；202、真空吸嘴；204、真空吸管；206、真空泵；30、传感器；40、信号分析设备；50、漏孔。
[0011]应该注意的是，附图并未按比例绘制，并且出于说明目的，在整个附图中类似结构或功能的元素通常用类似的附图标记来表示。还应该注意的是，附图只是为了便于描述优选实施例，而不是本申请本身。附图没有示出所描述的实施例的每个方面，并且不限制本申请的范围。
具体实施方式
[0012]使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0013]需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。
[0014]如图1所示，根据本申请的实施例所提供的方法，其包括如下步骤：步骤S102：接收漏孔泄漏信号；步骤S104：获取漏孔泄漏信号中的第一特征值；步骤S106：根据第一特征值，确定漏孔的形状；步骤S108：获取漏孔泄漏信号中的第二特征值；步骤S110：根据漏孔的形状和第二特征值，确定漏孔的面积；其中，在步骤S104中，基于改进变分模态分解特征提取法获取第一特征值。
[0015]在步骤S102中，在本申请的实施例中，可以通过传感器接收真空漏孔泄露信号，也可以通过其他设备和方式接收漏孔泄漏信号，对此不作限制。
[0016]其中，真空泄漏漏孔可能是长条形、洞形或其他形状，根据本申请所提供的方法，可以检测不同形状的漏孔。真空泄露漏孔的面积一般为1
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4平方毫米，根据实际情况，也存在其他面积的漏孔。
[0017]在步骤S104中基于改进变分模态分解特征提取法获取第一特征值，其中，变分模态分解特征提取法，是一种信号多尺度时频分析处理方法，其假设原始输入信号序列是由有限个中心频率不同、带宽有限的模态组成，并引入惩罚系数来实现信号的分解。相较于经验模态分解法等信号分解方法，使用变分模态分解特征提取法能有效避免模态混叠、过包络、欠包络、边界效应等问题，并具有较好的复杂数据分解精度，及较好的抗噪声干扰性。
[0018]本申请的实施例对变分模态分解特征提取法进行改进，具体的，如图2所示，其包括：步骤S202：确定漏孔泄漏信号的模态数和惩罚系数；步骤S204：根据模态数和惩罚系数，对漏孔泄漏信号进行改进变分模态分解处理，得到多个模态；步骤S206：从多个模态中获取第一特征值。
[0019]在步骤S202中，先确定模态数，再确定惩罚系数。具体的，对于变分模态分解法，分
解的模态数的影响大于引入的惩罚系数的影响：当模态数过小时，模态分解不充分，无论引入的惩罚系数取何值，都会出现多成分混入一个模态或有用成分在各模态中都消失的现象；当模态数过大时，模态过分解，会出现多个成分在一个模态内出现，而此时如果惩罚系数过小，会有部分模态额外增加噪声成分，如果惩罚系数过大，则会出现模态复制。
[0020]对此，根据本申请的实施例采用先确定待分解的模态数，再确定惩罚系数。
[0021]如图3所示，针对确定模态数的步骤，其包括：步骤S302：截取一段漏孔泄漏信号；步骤S304：设定第一预模态数和第二预模态数；步骤S306：根据第一预模态数和第二预模态数，分别对一段漏孔泄漏信号进行变分模态分解处理；步骤S308：获取多个模态的相邻模态时域排列熵的差值和中心频率比；步骤S310：根据相邻模态时域排列熵的差值和中心频率比，确定模态数。
[0022]在步骤S302中，可以截取处于中间位置的一段漏孔泄漏信号，也可以截取处于其他位置的一段漏孔泄漏信号，对此不作限制。
[0023]在本申请的实施例中，在根据第一预模态数和第二预模态数，分别对一段漏孔泄漏信号进行变分模态分解处理后，将进行变分模态分解出后得到的多个模态排序，去除中心频率最低的模态。可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定真空泄漏漏孔形状和面积的方法，其中，包括：接收漏孔泄漏信号；获取所述漏孔泄漏信号中的第一特征值；根据所述第一特征值，确定所述漏孔的形状；获取所述漏孔泄漏信号中的第二特征值；根据所述漏孔的形状和所述第二特征值，确定所述漏孔的面积；其中，基于改进变分模态分解特征提取法获取所述第一特征值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于改进变分模态分解特征提取法获取所述第一特征值，包括：确定所述漏孔泄漏信号的模态数和惩罚系数；根据所述模态数和惩罚系数，对所述漏孔泄漏信号进行改进变分模态分解处理，得到多个模态；从所述多个模态中获取所述第一特征值。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述确定所述漏孔泄漏信号的模态数和惩罚系数，包括：截取一段所述漏孔泄漏信号；设定第一预模态数和第二预模态数；根据所述第一预模态数和所述第二预模态数，分别对一段漏孔泄漏信号进行变分模态分解处理；获取所述多个模态的相邻模态时域排列熵的差值和中心频率比；根据所述相邻模态时域排列熵的差值和中心频率比，确定所述模态数。4.根据权利要求3所述的方法，其中，将进行所述变分模态分解后得到的所述多个模态排序，去除中心频率最低的模态。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述根据所述相邻模态时域排列熵的差值和中心频率比，确定所述模态数，包括：若所述相邻模态时域排列熵的差值小于0.15，则确定第一模态数为所述第一预模态数，若所述相邻模态时域排列熵的差值不小于0.15，则重新设定所述第一预模态数为更大值，并根据重新设定的第一预模态数对所述一段漏孔泄漏信号进行变分模态分解处理，并获取所述多个模态的相邻模态时域排列熵的差值，重复这一步骤，直到所述相邻模态时域排列熵的差值小于0.15，确定所述第一模态数为所述重新设定的第一预模态数；若所述中心频率比大于0.8，则确定第二模态数为所述第二预模态数，若所述中心频率比不大于0.8，则重新设定所述第二预模态数为更大值，并根据重新设定的第二预模态数对所述一段漏孔泄漏信号进行变分模态分解处理，并获取所述多个模态的相邻模态时域中心频率比，重复这一步骤，直到所述中心频率比大于0.8，确定所述第二模态数为所述重新设定的第二预模态数；根据所述第一模态数和所述第二模态数确定所述模态数。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述模态数包括所述第一模态数和所述第二模态数中的较大值。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述确定所述漏孔泄漏信号的模态数和惩罚系
数，包括：根据所述漏孔泄漏信号和所述模态数确定所述惩罚系数。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述根据所述漏孔泄漏信号和所述模态数确定所述惩罚系数，包括：基于相关系数法确定所述惩罚系数。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述基于相关系数法确定所述惩罚系数，包括：设定第一预设值和第二预设值；根据所述模态数和所述第一预设值，对所述漏孔泄漏信号进行变分模态分解处理，得到相关系数函数；根据所述第一预设值、所述第二预设值和所述相关系数函数，确定所述惩罚系数。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述设定第一预设值和第二预设值，包括：所述第一预设值包括：惩罚系数下边界和惩罚系数上边界；所述第二预设值包括：黄金分割区间精度和伽马值。11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述相关系数函数包括：所述多个模态与所述漏孔泄漏信号的相关系数的平均。12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述根据所述模态数和所述第一预设值，对所述漏孔泄漏信号进行变分模态分解处理，得到相关系数函数，包括：将所述模态排序，去除中心频率最低的模态；获取所述模态时域与所述漏孔泄漏信号时域的相关系数；所述相关系数函数为所述相关系数的平均。13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述根据所述第一预设值、所述第二预设值和所述相关系数函数，确定所述惩罚系数，包括：根据所述惩罚系数下边界、惩罚系数上边界和伽马值获取第一观察值，将所述第一观察值代入所述相关系数函数；根据所述惩罚系数下边界、惩罚系数上边界和伽马值获取第二观察值，将所述第二观察值代入所述相关系数函数；根据代入所述第一观察值的相关系数函数和代入所述第二观察值的相关系数函数，重新确定所述惩罚系数上边界或所述惩罚系数下边界；将重新确定的所述惩罚系数上边界或所述惩罚系数下边界与所述黄金分割区间精度比较，以确定所述惩罚系数。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述将重新确定的所述惩罚系数上边界或所述惩罚系数下边界与所述黄金分割区间精度比较，以确定所述惩罚系数，包括：若所述惩罚系数上边界与所述惩罚系数下边界之差的绝对值不大于所述黄金分割区间精度，则确定所述惩罚系数上边界与所述惩罚系数下边界之和的一半为所述惩罚系数；若所述惩罚系数上边界与所述惩罚系数下边界之差的绝对值大于所述黄金分割区间精度，则重新确定所述惩罚系数上边界或所述惩罚系数下边界，重复这一步骤，直到所述惩罚系数上边界与所述惩罚系数下边界之差的绝对值不大于所述黄金分割区间精度，确定所述惩罚系数上边界与所述惩罚系数下边界之和的一半为所述惩罚系数。15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述根据所述惩罚系数下边界、惩罚系数上边
界和伽马值获取第一观察值；根据所述惩罚系数下边界、惩罚系数上边界和伽马值获取第二观察值，包括：x 1
=...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧逍宇，孙立臣，綦磊，赵英俊，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：