小波变换在涡流无损检测中的应用
信号处理技术在无损检测中的应用研究
信号处理技术在无损检测中的应用研究无损检测是现代工业检测领域的一种重要技术手段,它主要应用于重要工业设备和工程结构的检测评估,能够有效地保证生产安全和质量。
而信号处理技术在无损检测中发挥着非常重要的作用。
本文将从常见的无损检测方法中,介绍信号处理技术在其中的应用研究。
一、超声波检测中的信号处理技术超声波检测是一种常用于金属材料和非金属材料检测的无损检测方法。
在超声波检测中,通过发送超声波信号,通过物体内部引起超声波的反射和散射,来判断材料内部的缺陷和杂质。
信号处理技术应用于超声波检测中,可以有效地提高检测的精度和效率。
1.信号滤波超声波检测信号包含了很多噪声。
在信号处理中,需要对这些噪声进行滤波,以减少干扰和提高信号的可靠性。
信号滤波的方法主要包括数字滤波和模拟滤波两种。
其中数字滤波方法基于数字信号处理技术,能够较好地抑制噪声,但需要对信号进行采样和量化;模拟滤波方法适用于非数字信号的滤波。
2.信号增强信号增强是超声波检测中的重要技术,它可以对检测到的信号进行增大,以便更好地分辨出材料中的缺陷和杂质。
超声波信号增强的方法主要包括时间域和频域两种。
其中时间域增强主要是通过增强信号幅度和对信号进行平滑处理;频域增强则是通过对信号进行频谱分析、滤波和复原来实现。
二、磁粉检测中的信号处理技术磁粉检测是一种常用的对金属表面脆性和粗糙度没有严格要求的检测方法。
在磁粉检测中,通过在金属表面涂抹铁粉并在金属表面施加磁场的方式,使得铁粉在磁场作用下向表面排列,从而显示出材料表面的缺陷和裂纹。
信号处理技术应用于磁粉检测中,可以提高检测的灵敏度和精度。
1.信号增强磁粉检测中信号的增强可以增大信号幅度,使得检测结果能够更加明显。
信号增强方法包括直接读出方式、扫描方式、滤波方式等。
其中,滤波方式能够有效地滤除噪声并提高信噪比。
2.数字化图像处理磁粉检测信号可以产生二维图像,通过数字化图像处理技术,能够更加清晰地分辨出材料表面的缺陷和裂纹,以便更好地进行检测。
基于小波分析的脉冲涡流信号去噪方法研究
( A ehoo oper es gf gassprt o e o usded urn( E )tsn i a n m vs WP )t nlg t d rpo si r in ,eaa s i s rm p l dycr t P C et gs nl adr oe c y o c n os l en s f e e i g s e te hm.Dsrt w vl as r ( WT ndw vlt ak t a s WP )d-os gm tosa sdfr E sn i i ee ae trnf m D )a ae ce al i c et o ep y s( A enin e d r ue Ct t gs — n i h e o P ei g
0 引 言
脉 冲涡 流 ( usdE d ur tP C) 测 技 术 Pl dyC r n, E 检 e e 是最 近几 年发展起 来 的一 种新 的 电磁 无损检 测 技术 , 已经在 飞机 机身 等缺 陷 的检测 中得 到 了应 用 3。 1] -
P C检测信号的干扰因素很多 , E 包括被检测材料 的属性 、 离 效 应 l 、 撑 架 和 环 境 中 的 噪 声 等 , 提 4 支 J 原
包分析 中的 T rso hehl d熵准则法效果最好。
关键词 : 脉冲涡流信 号;去噪 ;离散 小波变换 ;小波包分析 ; 信号处理
中图分类号 :GI5 2 ;P 9 T 1 .8 T 3 1
文献标识码 : A
d i 1. 99 ji n 10 - 7 .0 1 1. 3 o : 0 3 6/.s .0 62 52 1.2 0 8 s 4
Re e r h o De n ii e h d o le dy Cur e t s a c n - o sng M t o s f r Pu s d Ed rn
无损检测技术中常用的信号处理与数据分析方法
无损检测技术中常用的信号处理与数据分析方法无损检测技术是一种在不破坏被测物体的情况下,通过对其内部信息的获取和分析来判断其质量或缺陷的技术。
在无损检测中,信号处理和数据分析是不可或缺的步骤,它们能够帮助我们从复杂的信号中提取有用的信息,并对数据进行有效的分析和解释。
以下将介绍几种在无损检测中常用的信号处理与数据分析方法。
1. 傅里叶变换傅里叶变换是一种将信号从时域转换到频域的方法。
在无损检测中,我们常常需要分析频域信息来判断被测物体的状态。
傅里叶变换可以将时域信号转换成频域信号,提供了信号的频率成分和幅值信息。
通过对频域信号进行分析,我们可以检测到一些特定频率的异常,例如材料中的缺陷或损伤。
2. 小波变换小波变换是一种时频域分析方法,它能够提供更详细、更准确的频域信息。
在无损检测中,小波变换可以将非平稳信号分解成不同频率的小波系数,从而提供更多的细节和局部特征。
通过对小波系数的分析,我们可以检测到更小尺度的缺陷,例如微裂纹或局部损伤。
3. 自适应滤波自适应滤波在无损检测中被广泛应用于提取有效信号与噪声的分离。
自适应滤波通过自动调整滤波器参数,使得滤波器能够适应信号的变化和噪声的变化。
通过对信号进行自适应滤波,我们可以提高信噪比,并更好地分离出被测物体中的有效信号。
4. 统计分析统计分析是对无损检测数据进行整体分析和解释的方法。
通过统计分析,我们可以获取数据的一些特征参数,例如均值、方差、相关性等。
统计分析可以帮助我们了解数据的分布情况和趋势,从而判断被测物体的状态。
常用的统计分析方法包括假设检验、方差分析、回归分析等。
5. 接口波形分析接口波形分析是一种用于检测材料界面上的缺陷的方法。
在无损检测中,材料界面上的缺陷(例如焊接接头、胶合界面等)是常见的问题。
接口波形分析可以通过分析信号在材料界面处的反射和散射,来判断这些界面上的缺陷情况。
通过对接口波形的变化进行分析,我们可以检测到界面处的缺陷或变形。
小波变换在脉冲涡流检测信号中的应用
2 N w at . e c se大学 计算机与 电子 工程学院 , 国) l 英 摘 要 :脉 冲涡流检测方法 是涡流检测 技术 的一个新 兴分支 。通过实 验装 置采集 了含 有 噪声 的缺 陷信
0 引 言
来, 测量 噪声 主要 是高频成 份 , 对应着 小 的尺度 ; 提离 噪声 和表面沉积物 、 支撑 架产生的信号主要是低频分量 , 对应着 大的尺度 ; 陷的信号介 于二者 之 间, 缺 并有 所交 叠 。因此 ,
脉冲涡流检测方法 是涡 流检测 技术 的一个新 兴分 支 , 与传统 的单频正 弦涡流 相 比, 脉冲 涡流具有 许多优 势 。
为提高脉冲涡流信号 中缺 陷信 号 的可检性 , 有效 地去 必须
除脉冲涡流信号 中的噪声 。 国 内外提 出了一些小 波去除噪声 的算 法。文献 [ ] 7 通 过对不 同支撑板干扰 信号 的分析 , 出了用小 波多尺 度边 提
缘 检测 方法去除支撑板信号 的新方 法。与传 统的去除支撑
20 0 8年 第 2 7卷 第 1 O期
传感器 与微 系统 ( rndcradMirss m eh o g s Tasu e n coyt T cnl i ) e oe
15 1
小 波 变 换 在 脉 冲涡 流 检 测 信 号 中的应 用
周德 强 ,本 原理 , 研究 了脉 冲涡流检测信号 中的去噪 问题 , 采用小波系数去 噪对脉 冲涡流
检测信号进行 了处 理。实验结果表 明: 采用 小波系数去噪 的方法可使缺 陷信 号的信噪 比得到显著 的提高 。
关键词 :脉 冲涡流 ; 小波 ;缺陷信号
基于小波变换的变形监测应用研究
基于小波变换的变形监测应用研究一、小波变换简介小波变换有别于传统傅里叶变换,其通过将信号进行时域和频域上的分解,能够更加准确地描述信号的某些特征。
该方法在信号分析、图像处理等领域中得到了广泛的应用。
小波变换原理:将待分析的信号进行级数分解,用不同尺度的小波函数逐级对信号进行分解。
在不同尺度的小波函数中,可以更好地描述信号的局部特征。
2.1 变形监测中的信号特征在变形监测中,会产生一些具有特征的信号。
比如,隧道工程中,施工能够产生很多声音、振动等,从而产生具有一定频率的信号。
地下水位变化等因素也会产生具有一定规律的信号。
还有建筑物自身结构变形、风动、地震等因素,也会产生特征明显的信号。
将检测到的变形信号应用小波变换进行分析,可以提取到信号的局部特征,对于分析变形前后信号差异,尤其是较微小的变化,更加敏感。
小波变换还可以根据信号变化的时频分布进行分析,通过对峰值、波峰等特征进行提取和分析,能够更加精准地检测实体结构的变形情况,从而为变形分析提供分析准确度。
2.3 实际应用在制定变形监测方案时,应根据实际情况选择合适的工具和方法,而小波变换是一种非常有效的方法。
例如,在地下工程监测中,可以利用小波变换分析地下水位变化,及时发现地下水位变化带来的风险,并采取相应的措施进行改进。
在建筑监测中,可以采用小波变换进行动态、静态结构的监测,及时发现建筑物自身结构变化带来的风险,十分适合较大建筑和桥梁的逐渐变形。
四、结论小波变换在变形监测中有着广泛的应用前景。
它能够提取信号的时域、频域、时频域上的特征,以及小幅波动、微小变形等特征,在变形监测和安全评估为环节中起到非常重要的作用。
涡流无损检测技术的原理与应用
涡流无损检测技术的原理与应用涡流无损检测技术是一种利用涡流感应原理进行材料表面缺陷检测的方法。
该技术广泛应用于金属材料的质量控制和缺陷检测领域。
本文将介绍涡流无损检测技术的原理和应用,以及其在不同行业的实际应用案例。
涡流无损检测的原理是基于法拉第电磁感应定律和西班牙科学家费曼尼尼发现的旋涡电流效应。
当交流电流通过导体时,会产生一个旋涡状的电流,这种电流称为涡流。
涡流会在导体内部产生磁场,进而产生一个反作用磁场,这个反作用磁场会影响交流电磁感应。
当涡流与缺陷相遇时,会改变磁场的分布,从而使得涡流感应信号发生变化。
通过测量涡流感应信号的变化,可以判断材料表面是否存在缺陷。
涡流无损检测技术具有以下优点:首先,非接触性检测,对被测材料没有损伤;其次,对于导电材料的缺陷检测效果较好,可以检测到细小和浅层缺陷;再次,检测速度快,可以实现在线检测,提高生产效率。
因此,涡流无损检测技术被广泛应用于航空航天、汽车制造、金属加工、核电站等领域。
在航空航天领域,涡流无损检测技术常用于检测飞机零件的缺陷,如飞机引擎叶片的裂纹和变形。
这些缺陷可能会导致零件在高速运行时发生断裂,从而引发灾难性后果。
通过使用涡流无损检测技术,可以及早发现并修复这些缺陷,确保飞机的安全飞行。
在汽车制造领域,涡流无损检测技术常用于检测汽车零件的质量。
例如,发动机缸套的质量对汽车性能有着重要影响。
通过使用涡流无损检测技术,可以检测发动机缸套的裂纹和孔洞等缺陷,并对有缺陷的零件进行剔除和维修,确保汽车发动机的质量和可靠性。
在金属加工领域,涡流无损检测技术常用于检测金属材料的表面缺陷。
例如,铝合金汽车车轮在制造过程中,可能会出现气孔、夹杂和裂纹等缺陷。
这些缺陷会对车轮的强度和承载能力产生不良影响。
通过使用涡流无损检测技术,可以对车轮进行高效、准确的缺陷检测,提高产品质量。
在核电站领域,涡流无损检测技术常用于检测核电站设备的缺陷。
核电站设备的安全性对核电站的正常运行至关重要。
小波变换在钢球表面裂纹电涡流检测中的应用
w vl nl i t D e s n l 0 t 【 r n t t g o t l c f w0 s e bl . 咖 i iit i a dIi m e a e t a s o o鹦 i a fh e l c r te l f h sI e a t l a sI ea ys g s e d y u e a n r e lI l 丑 . fe l t n bth n s n e 。 h e oe I
E
// \
图 1 钢球检测原理图
由于钢球表面裂纹的电涡流检测中获得的信号 比
较微弱, 干扰严重, 因此必须采用 比较有效的信号处理 方法对信号进行处理。目 前普遍采用的是先对信号进 变磁场 , 线圈与感生电涡流产生 的磁场方 向相反 , 两 行 去噪 , 然后通过相敏检 波 , 波放 大后通过 阻抗平 面 滤 者相互作用后 , 使线圈的阻抗 z发生变化, 图 1 如 。 显示来判断试件的优劣 。在钢球的表面裂纹的在线 很显然 , 当钢球 表 面出现 裂纹 时 , 生 电涡 流在钢 球 感 检测中, 我们发现将小波变换引入到信号的处理中, 也 的分布会发生变化 , 最终会导致线圈的阻抗 z 变化 , 可以达到比 较好的效果, 过程更简单。 并目
o llt d y c r e e Un o h u f c a o te l rl o e d u r ntts g f r t e s ra e f w fse lba l l s
基于小波变换的脉冲涡流信号除噪
基于小波变换的脉冲涡流信号除噪
De- noi he pul ed se oft s eddy cur entsi r gnalbas he w av e r ed on t el t t ans or f m
王俊英 。 目成 ,朱
含 噪 声 信 号
图 2 小 波变 换 去 噪 框 网
11 小 波基 函数 的选 择 .
对 于 每个基 本 小 波函数 ( ,信号 函数 f( ∈ ) 的小 波 变换 为 :
,
>
(,) <_ f, 口b = 厂 ) (
=
>
e ) )(
( 1 )
其 中小 波 基 函数 ( 必 须 满 足 “ 许 条件 ” f ) 允 ,
在 少数 小 波 系 数 上 :小 波 系数 较 大 者 ,携 带 信 号 能 量 较 多 ;反之 ,小 波 系数 较 小 者 ,携 带 信 号 能
加 条件 反 映 在小 波 基 函数 及 小 波 因子 (, )的选 ab
择上 。
收稽 日期:2 1 —1-0 00 2 7 作者简介:王俊英 (9 3 17 一) ,女 ,I )1  ̄ 1 1 广安人 ,讲师 ,硕士研究生 ,丰要从事传感器与测试技术的研究工作。
动 、周边 电磁干 扰 等 ;另一类 是检 测仪器 工作 时存
量 较 少 。这 就 意 味 着 在 每 一 尺 度 因 子 下 可使 噪 声 的 小 波 系数 减 弱或 为 零 ,增 强 属 于 有 用信 号 的小
波 系数 。最 后 ,进 行 小 波 变 换 的 逆 变 换 ,重 构 出 去噪 后的 原始 信号 。
性 同 。此外两 小 波之 问还满 足以下 关 系 :
小波变换在环境监测与保护中的应用案例与技术选择
小波变换在环境监测与保护中的应用案例与技术选择近年来,环境问题日益凸显,对环境的监测与保护变得尤为重要。
而小波变换作为一种强大的信号处理工具,被广泛应用于环境监测与保护领域。
本文将介绍小波变换在环境监测与保护中的应用案例,并探讨适用于该领域的小波变换技术选择。
首先,小波变换在环境监测中的一个重要应用是大气污染监测。
大气污染给人们的生活带来了严重的影响,因此对大气污染的监测与分析具有重要意义。
小波变换可以将大气污染的信号进行时频分析,从而得到污染源的时空分布情况。
例如,通过对大气中的颗粒物浓度进行小波变换,可以得到不同频率下的浓度变化,进而确定污染源的位置和强度,为环境保护部门提供决策依据。
其次,小波变换在水质监测中也有广泛应用。
水质是人类生活的重要资源,而水质的污染对人类健康和生态环境都造成了严重威胁。
小波变换可以对水质监测数据进行时频分析,以便更好地了解水质的变化情况。
例如,通过对水中溶解氧含量进行小波变换,可以得到不同频率下的含量变化,从而判断水体是否存在氧气不足的问题,为水质改善提供依据。
此外,小波变换还可以应用于土壤监测领域。
土壤是农业生产的基础,而土壤质量的变化对农作物生长和环境保护都具有重要影响。
小波变换可以对土壤监测数据进行时频分析,以便更好地了解土壤的质量和变化情况。
例如,通过对土壤中重金属含量进行小波变换,可以得到不同频率下的含量变化,从而判断土壤是否存在重金属污染问题,为农业生产提供保障。
在选择小波变换技术时,需要考虑到环境监测与保护的特点和需求。
首先,要选择合适的小波基函数。
不同的小波基函数对信号的特征提取效果不同,因此需要根据具体的应用场景选择合适的小波基函数。
其次,要考虑小波变换的尺度选择问题。
环境监测与保护中的信号通常具有多个尺度的特征,因此需要选择合适的小波尺度,以便更好地提取信号的特征。
最后,要考虑小波变换的计算效率和实时性。
环境监测与保护通常需要对大量的数据进行处理,因此需要选择计算效率高且能够满足实时性要求的小波变换算法。
基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术
基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术
在红外热成像图像处理中,首先需要对原始图像进行去噪处理。
传统的去噪方法往往会导致图像细节部分的信息丢失,而基于小波变换的去噪方法在保持图像细节的同时能够有效地降低噪声的干扰。
通过对红外热成像图像进行小波变换,可以得到不同尺度和方向的小波系数,在频域上对各个尺度的小波系数进行阈值处理,将小于一定阈值的系数设置为0,从而实现了去噪效果。
通过实验证明,基于小波变换的去噪方法相比于传统的空间域滤波方法具有更好的去噪效果。
除了去噪处理,基于小波变换的红外热成像图像处理还可以应用于图像的特征提取。
基于小波变换的特征提取方法主要包括小波变换域的纹理特征提取和小波变换域的形状特征提取。
通过对红外热成像图像进行小波变换,可以得到不同频率的小波系数,利用这些小波系数可以提取图像的纹理特征。
常用的纹理特征包括能量、方差、对比度等,这些特征可以用来描述图像的纹理信息,从而为无损检测提供了可靠的依据。
基于小波变换的形状特征提取方法可以通过对小波系数的形状进行分析,提取出图像中的形状特征,例如边缘、角点等。
这些形状特征可以用来描述图像中的结构信息,从而提高无损检测的准确性。
基于小波变换的红外热成像图像处理技术在无损检测中具有广泛的应用前景。
通过对红外热成像图像进行小波变换,可以实现图像的去噪、特征提取和增强等处理,从而提高无损检测的准确性和可靠性。
未来,还可以进一步研究和优化基于小波变换的红外热成像图像处理技术,以满足不同领域对无损检测的需求。
小波变换在无损检测中的应用
小波变换在无损检测中的应用无损检测是一种非破坏性的检测方法,可以用于检测材料内部的缺陷和异物。
在工业生产中,无损检测被广泛应用于航空航天、汽车制造、电力设备等领域。
而小波变换作为一种用于信号处理的数学工具,也被引入到无损检测中,为工程师们提供了一种新的分析手段。
小波变换是一种时频分析方法,可以将信号分解成不同频率的成分,并且能够提供时间和频率的局部信息。
与傅里叶变换相比,小波变换能够更好地捕捉信号的瞬时特征,对于非平稳信号的分析更具优势。
在无损检测中,材料内部的缺陷和异物往往会导致信号的频谱发生变化,通过对信号进行小波变换可以更准确地检测到这些变化。
在无损检测中,常用的信号包括超声波信号、磁场信号和电磁信号等。
以超声波无损检测为例,超声波在材料中传播时会与缺陷和异物发生反射、散射和衍射等现象,形成复杂的回波信号。
传统的信号处理方法往往采用傅里叶变换来分析这些信号,但由于傅里叶变换无法提供时间和频率的局部信息,很难对信号中的瞬时特征进行准确的分析。
小波变换的引入为超声波无损检测带来了新的思路。
通过对超声波信号进行小波变换,可以将信号分解成不同频率的小波系数。
这些小波系数可以反映出信号在不同频率上的能量分布情况,从而更好地反映出信号的瞬时特征。
同时,小波变换还可以通过选择不同的小波基函数来适应不同类型的信号,提高信号分析的准确性。
除了超声波无损检测,小波变换还可以应用于其他无损检测方法中。
例如,在磁粉无损检测中,通过对磁场信号进行小波变换,可以提取出不同频率的小波系数,从而分析材料中的磁性缺陷。
在电磁无损检测中,小波变换可以用于分析电磁信号中的频谱分布,以检测材料中的电磁性缺陷。
小波变换在无损检测中的应用不仅提高了信号分析的准确性,还为工程师们提供了更多的分析手段。
通过对小波系数的处理,可以提取出信号中的特征参数,如能量、频率、幅值等。
这些特征参数可以用于判断材料中的缺陷类型、大小和位置等信息,为工程师们提供更全面的无损检测结果。
基于小波变换的脉冲涡流信号除噪
基于小波变换的脉冲涡流信号除噪王俊英;朱目成【摘要】在脉冲涡流无损检测中,缺陷信号包含了许多噪声信号,为了准确分辨出有用的缺陷信息,采用小波变换进行信号除噪处理,提取有用的缺陷信号.文中以MATLAB7.0.1为工具,以sym5为小波基,采用软阈值进行5层小波分解重构来完成信号除噪.取得很好的除噪声效果.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2011(033)008【总页数】4页(P61-64)【关键词】脉冲涡流检测;缺陷检测;小波变换;信号除噪【作者】王俊英;朱目成【作者单位】四川工程职业技术学院,德阳,618000;西南科技大学,绵阳,621010【正文语种】中文【中图分类】TN914在脉冲涡流无损检测中,非缺陷因素产生的噪声信号大致有两类:一类是试件参数的影响,如材质不均匀,或操作探头时带入的影响,如提离、晃动、周边电磁干扰等;另一类是检测仪器工作时存在的噪声,即测量噪声,如探头分布电容的影响。
一般说来,测量噪声主要是高频成分,提离和表面沉积物及探头分布电容产生的信号为低频成分。
噪声信号如图1所示。
图示信号为对3mm深裂纹铝试件测试得到的原始信号(这里只截取了其中的一段)。
由图1可知,必须对原始的噪声信号进行除噪处理,才能得到缺陷信号的特征。
小波变换去噪是小波变换比较成功的应用之一。
它的基本过程如图2所示。
小波变换的优势在于可以使一个信号的能量在小波变换域中集中在少数小波系数上:小波系数较大者,携带信号能量较多;反之,小波系数较小者,携带信号能量较少。
这就意味着在每一尺度因子下可使噪声的小波系数减弱或为零,增强属于有用信号的小波系数。
最后,进行小波变换的逆变换,重构出去噪后的原始信号。
这一方法最关键之处是选取什么的母小波和采用什么样的策略去除属于噪声的小波系数,增强有用信号的小波系数。
对于每个基本小波函数 (t),信号函数的小波变换为:其中小波基函数 (t)必须满足“允许条件”,即 (t)属于平方可积空间:其中, ()为 (t)的Fourier变换。
(2021年整理)涡流检测的技术
(完整)涡流检测的技术编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)涡流检测的技术)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整)涡流检测的技术的全部内容。
目录涡流检测技术及进展 (2)涡流检测自然裂纹与信号处理 (5)压力容器列管涡流检测技术的研究 (9)金属锈蚀的涡流检测 (11)涡流检测技术及进展1 引言涡流检测是建立在电磁感应原理基础上的无损检测方法。
如图1,已知法拉第电磁感应定律,在检测线圈上接通交流电,产生垂直于工件的交变磁场。
检测线圈靠近被检工件时,该工件表面感应出涡流同时产生与原磁场方向相反的磁场,部分抵消原磁场,导致检测线圈电阻和电感变化。
若金属工件存在缺陷,将改变涡流场的强度及分布,使线圈阻抗发生变化,检测该变化可判断有无缺陷。
随着微电子学和计算机技术的发展及各种信号处理技术的采用,涡流检测换能器、涡流检测信号处理技术及涡流检测仪器等方面出现长足发展.2 涡流检测的信号处理技术提高检测信号的信噪比和抗干扰能力,实现信号的识别、分析和诊断,以得出最佳的信号特征和检测结果.2。
1 信号特征量提取常用的特征量提取方法有傅里叶描述法、主分量分析法和小波变换法。
傅里叶描述法是提取特征值的常用方法。
其优点是,不受探头速度影响,且可由该描述法重构阻抗图,采样点数目越多,重构曲线更逼近原曲线。
但该方法只对曲线形状敏感,对涡流检测仪的零点和增益不敏感,且不随曲线旋转、平移、尺寸变换及起始点选择变化而变化.用测试信号自相关矩阵的本征值和本征矢量来描绘信号特征的方法称为主分量分析法,该方法对于相似缺陷的分辨力较强.小波变换是一种先进的信号时频分析方法。
小波变换特点应用领域在测量中的应用
图像增强的主要目的是提高图像的视觉质量或者凸现某些信息特征信息。按照处理空 间的不同,常用的增强技术可以分为基于图像域和基于变换域两种,前者直接对象素点作运 算,如基于点运算的灰度直方图调整和空域数字滤波;传统算法在边缘,细节方面存在失真, 基于小波多尺度分析是解决该问题的有力工具。
〉 小波变换的多分辨率的变换,有利于各分辨率不同特征的提取〔图 像压缩,边缘抽取,噪声过滤等〕
〉 小波变换比快速傅里叶变换快一个数量级
小波变换的特点
对于突变信号,在突变的时 间点,傅里叶变换需要用大量的 三角波去进行拟合〔吉布斯效 应〕;
小波变换那么在突变处不为0, 其他区域相关系数都为0,大量节 省储存空间。
小波变换不仅能用于稳态信号的谐波分析,而且可以跟踪暂态瞬时的信 号。
小波变换在测量中的应用
超声回波检测 超声波检测技术具有适中的分辨力和较低的本钱优势, 使之成为工业检
测中应用较多的一种检测方法。由于超声检测过程中的回波信号同时包含回波 信号和各种噪声信号, 而且, 微小回波信号微弱, 易于被噪声淹没, 因此, 必须设 法从嘈杂的波形中判断出回波之所在
小波变换的应用领域
三、图像降噪
小波去噪的成功主要得益于小波变换有如下特点: ( 1) 低熵性。小波系数的稀疏分布, 使图像变换后的熵降低; ( 2) 多分辨率特性。由于采用了多分辨率的方法,可以非常好的刻画 信号的非平稳特征;( 3) 去相关性。因小波变换可对信号去相关,且噪声在变换后有白化趋 势,所以小波域比时域更利于去噪; ( 4) 选基灵活性。由于小波变换可以灵活的选择基,也可 以根据信号特点和去噪要求选择多重小波、小波包、平移小变小波等,对于不同的场合,可 以选择不同的小波母函数。
基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术
基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术
为了解决这一问题,本文提出了一种基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术。
该技术利用小波变换的多分辨率分析特性,将图像进行多层分解,得到不同尺度下的图像信息。
对于每一层图像信息,采取不同的处理策略进行分析和处理,最终得到高质量的图像结果。
具体地,本技术的处理步骤如下:
1. 图像的预处理
红外热成像图像需要进行预处理,以消除噪声和其它不必要的干扰。
在本文中,采用中值滤波和高斯滤波进行图像的预处理。
2. 小波变换
将预处理后的图像进行小波变换,以得到不同尺度下的图像信息。
在本文中,采用离散小波变换进行图像分解,得到不同频率的图像信息。
3. 峰值检测
对于小波系数进行峰值检测,将峰值信息保留下来。
这个步骤可以通过人工设置峰值阈值进行。
4. 去除噪声
根据峰值信息,将低阈值的小波系数设置为0,以削弱小波系数中的噪声。
5. 图像重构
根据处理后的小波系数,进行小波重构,得到高质量的红外热成像图像。
本技术的优点是能够自动分析和处理红外热成像图像,有效地去除噪声和干扰,提高了图像的清晰度和准确性。
同时,该方法也具有良好的鲁棒性和稳定性,适用于不同类型的红外热成像图像处理。
总之,基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术在红外热成像图像的分析和处理方面具有较高的技术优势,对于红外热成像技术的发展和应用具有重要意义。
基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术
基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术一、红外热成像技术概述红外热成像技术是一种将物体发出的红外辐射转换成图像的技术,利用物体发出的红外辐射来显示物体表面的温度分布。
通过红外热成像技术可以实时观测物体的表面温度分布情况,对各种设备和设施的安全运行和无损检测起着至关重要的作用。
红外热成像技术在电力、建筑、化工、冶金等行业有着广泛的应用。
红外热成像图像的处理是红外热成像技术的关键环节。
通常,红外热成像图像会因为受到环境和物体表面条件的影响而出现噪声、模糊等问题,这就要求对红外热成像图像进行有效的处理和分析。
二、小波变换概述小波变换是一种多尺度信号分析方法,它具有时频局部性良好、分辨率高等优点,因此在信号和图像处理领域有着广泛的应用。
小波变换能够将信号分解成不同尺度的成分,并能够提取出信号的局部特征。
在红外热成像图像处理中,小波变换可以将图像在不同的尺度和频率上进行分解,能够更好地提取出图像中的信息。
小波变换还可以实现对图像的去噪和边缘检测等功能,因此在处理红外热成像图像时具有较好的适用性。
基于小波变换的红外热成像图像处理技术是通过对红外热成像图像进行小波变换分解和重构,实现对图像的去噪、增强和特征提取等处理过程。
一般来说,基于小波变换的红外热成像图像处理技术包括以下步骤:1. 红外热成像图像的预处理。
对红外热成像图像进行灰度拉伸、直方图均衡化等预处理操作,以增强图像的对比度和清晰度。
2. 小波变换分解。
将预处理后的红外热成像图像进行小波变换分解,得到不同尺度和频率的小波系数图像。
3. 小波系数的阈值处理。
对小波系数进行阈值处理,实现对图像的去噪和特征提取。
基于小波变换的红外热成像图像处理技术能够有效地提取出图像中的有用信息,同时实现对图像的去噪和增强,从而得到更加清晰和可靠的图像结果。
基于小波变换的红外热成像图像处理技术已在许多领域得到了应用,并取得了良好的效果。
在建筑领域,红外热成像技术能够检测建筑物表面的温度分布情况,从而发现建筑物的隐患。
基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术
基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术随着红外热成像技术的发展,越来越多的应用领域开始采用红外热成像技术进行无损检测。
红外热成像技术可以通过检测目标表面的热量分布来实现对目标的检测和分析,从而可以用于工业、军事、医疗等领域的无损检测。
由于红外热成像图像的复杂性和噪声干扰的存在,传统的图像处理方法往往无法满足要求。
基于小波变换的红外热成像图像处理技术逐渐成为了研究的热点。
小波变换是一种数学工具,可以将信号或图像分解成不同尺度和频率的成分,从而可以更准确地分析信号或图像的特征。
在红外热成像图像处理中,小波变换可以有效地提取图像中的特征信息,去除噪声干扰,并实现对目标的无损检测。
下面,我们将详细介绍基于小波变换的红外热成像图像处理的无损检测技术。
一、红外热成像图像的特点红外热成像图像是通过红外热成像仪器获取的,它可以反映目标表面的热量分布情况。
红外热成像图像的特点包括以下几个方面:1. 复杂性:红外热成像图像往往包含大量的细节信息,且目标的热量分布具有很强的非均匀性。
2. 噪声干扰:红外热成像图像受到环境温度、设备自身的热噪声等因素的影响,会引入噪声干扰,降低图像质量。
3. 目标边缘信息:目标的边缘信息对于无损检测非常重要,但红外热成像图像的边缘信息往往模糊不清,需要进行进一步的处理。
传统的图像处理方法往往无法满足对红外热成像图像的处理需求,需要采用更加高效的技术来实现对目标的无损检测。
1. 小波变换的分解与重构在基于小波变换的红外热成像图像处理技术中,首先需要对图像进行小波变换的分解,将图像分解成不同尺度和频率的成分。
然后,根据实际需要选择合适的小波基函数,进行特征提取和噪声去除等处理。
将处理后的图像进行小波变换的重构,得到最终的处理结果。
2. 特征提取与噪声去除3. 边缘信息增强红外热成像图像中的目标边缘信息对于无损检测非常重要,但由于图像本身的特性,目标的边缘信息往往模糊不清。
基于小波变换的红外热成像图像处理技术可以通过分析图像的边缘信息,实现对边缘信息的增强,从而可以更加准确地实现对目标的无损检测。
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( 4)
Sj f ( x ) = f * 2j ( x )
( 5)
关于 W j f ( x ) 和 S jf ( x ) 有以下的快速分
解算法[ 2] :
W
d j+
1f
=
S
d j
*
Gj
S
d j+
1f
=
S
d j
*
Hj
( 6)
式中,
W
d j
f
(
x
)
和
S
d j
f
(
x
)
分别表示对
W
j
f
(
x)
和 Sj f ( x ) 的离散。G ( k) 和 H ( k ) 为滤波器系
参考文献:
[ 1] A B 卡尔逊. 通信系统— 电子通信中信号与噪 声引论 [ M ] . 卞 卡中, 朱 世华 译. 西安: 西 安交
通大学出版社, 1992. [ 2] M allat S, Zho ng S. Chara ct er ization o f sig -
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4 结论
本文研究了涡流无损检测中用小波去除 噪声的方法。由于信号和噪声干扰的丰富性 与多样性, 所以作者在有效去除测量噪声的
·6 3·
基础上, 又研究了支撑板信号的特点, 结合先 验知识, 提出了去除支撑板信号的新方法, 对 大量含有支撑板 干扰的信号的分析结 果表 明, 在降低硬件成本, 简化调试, 方便维护等 方面, 此方法均优于传统的去除支撑板干扰 的方法。
中图分类号: T M 151 文献标识码: A 文章编号: 1003-3076( 2000) 03-0060-05
引言
测量获得的信号总是不可避免地含有噪 声和干扰。一般地, 噪声是指自然发生的, 干 扰是指由人为因素造成的[ 1] , 通常笼统地称 之为噪声。要达到去噪的目的, 必须要求信号 和 噪 声 能 按 某 种 方 法 进 行 分 离。传 统 的 Fo urier 分析只能区分信号在频域内的差别, 不能很有效地分析非平稳信号。小波分析能 同时利用信号与 噪声在时域和频域内 的差 别, 可实现更为有效的信噪分离, 从而获得较 为理想的除噪效果。本文应用小波多尺度分 析进行去噪。
·60·
《电工电能新技术》
(x) =
d (x) dx
( 1)
∫∞
根据定义,
( x ) dx = 0 , 因而可以视为
-∞
一个小波。函数 f ( x ) 在尺度 s 上对 ( x ) 的小
波变换为
W s f ( x ) = f * s( x )
( 2)
等价于
W sf ( x ) = f *
s
ds dx
·62·
3) 使用保留下来的模极大值进行信号重构, 得到除噪后的信号。
图1( c) 为除噪后的小波分解曲线。 比 较图1( a) 和图1( c) 可以看出, 利用上 述方法, 可有效地去除测量噪声。
3 支撑板干扰的特点及 去除方法
传统的去除支撑板信号的方法是利用缺 损信号和支撑板的干扰信号对探头的反应相 互独立, 二者共同作用时的反应为单独作用 时反应的矢量相加的原理。现在较多采用的 方法为多频涡流检测。它的方法为通过改变 检测频率, 来改变涡流在被检测材料中的大 小和分布, 使同一缺陷和干扰在不同频率下 对涡流产生不同的反应, 通过矢量运算, 滤去 干扰的影响, 仅保留缺损信号。
200 0年第 3期
图3( b) 去除支撑板后的信号
图3( b) 为依此方法去除支撑板后的信 号。
注意, 测量噪声和支撑板干扰的最大不 同之处在于, 测量噪声主要分布于前三个尺 度上, 所以在去除过程中只去除前三个尺度 上的属于测量噪声的局部模极大值即可。而 对于后者来说 因为支撑板信号存在于各个 尺度上, 所以我们应去除所有尺度上属于支 撑板信号的局部模极大值。
光 滑 函数 是 指 积 分为 1 而在 无 限 远 处 衰 减为0的任意函数 ( x ) 。假定它是一阶可导 的, 记其导函数为
收稿日期: 1999-10-25 基金项目: 教育部博士点基金资助项目( 98069821)
作者简介: 孙晓云( 1971-) , 女, 河北籍, 河北科 技大学讲师, 现于西安交通大学攻读博士学位。
数。
2 测量噪声小波变换下 的特点及滤出 方法
2. 1 测量噪声和信号在小波变换下的表现 如下[ 3, 4] : 1) 测量噪声几乎是处处奇异的。在小波变换 下, 噪声的平均幅值与尺度因子2j 成反比, 平
200 0年第 3期
均模极大值个数与2j 成反比。即, 噪声的能量 随尺度的增大迅速减小。信号多数情况下光 滑性要好一些, 在较小的若干个尺度上, 信号 的小波变换随尺度的增大幅值不会减小。 2) 测量噪声在不同尺度上的小波变换是高度 不相关的。信号的小波变换则一般具有很强 的相关性, 相邻尺度上的局部模极大值几乎 出现在相同的位置上, 并且有相同的符号。 图1( a) 为实测涡流检测电抗信号, 图中, Y 轴 单位为 。X 轴表示采样点, 无单位。它在小 波变换下的行为如图1( b) 所示。我们可以看 到测量噪声的能量主要集中于开始的1~3个 尺度上。信号的能量则存在于各个尺度上, 但
在涡流无损检测中, 噪声主要来源于以 下几部分: ( 1) 测量噪声; ( 2) 探头抖动造成提 离变化产生的干扰信号; ( 3) 被测对象表面沉 积物、支撑架等非缺陷因素产生的干扰信号。 一般说来, 测量噪声主要是高频成份, 对应着 小的尺度; 提离噪声和表面沉积物、支撑架产 生的信号主要是低频成份, 对应着大的尺度;
Use of wavelet transform on eddy current nondestructive detection
SU N Xiao-yun1, CHEN De-zhi2, L IU Dong-hui1, SHEN G Jian-ni1 ( 1. Xi'an Jiaot ong Universit y, Xi' an 710049, China;
2. Huazhong Science and T echnolo gy Universit y, Wuhan 430074, China)
小波变换在涡流无损检测中的应用
孙晓云1, 陈德智2, 刘东辉1, 盛剑霓1
( 1. 西安交通大学, 西安 710049; 2. 华中理工大学, 武汉 430074)
摘要: 本文利用信号与噪声在小波分析中不同尺度上的传播特性, 研究了小波技术 在涡流无损检测信号除噪中的应用。作者通过对不同支撑板干扰信号的分析, 找出了 它的规律, 提出了用小波多尺度边缘检测方法去除支撑板信号的新方法。结果表明, 此方法与传统的去除支撑板干扰信号方法相比, 能极大地节省硬件资源, 降低成本。 关键词: 小波多尺度边缘检测; 涡流无损检测; 支撑板信号
(x) =
s
d dx
(
f
*
s) ( x)
( 3)
可见, 小波变换 W sf ( x ) 就是信号在相 应尺 度上被 s ( x ) 光滑后的一阶导数, W sf ( x ) 的 局部模极大值对应了信号在各个尺度上的边
缘点。
取 ( x ) 为4阶中心 B -样条函数, 可以证 明[ 2] , 其一阶导数 ( x ) 是一个二进小波。在 这种情况下可以对尺度 s 进行二进离散, 即 可以只用尺度 s= 2j , j = 0, 1, 2, …上的小波
从上述方法中可看出, 利用多频检测方 法去除支撑板干扰, 硬件会增加到原来的几 倍, 造成成本增加, 软件复杂, 调试困难等缺 点。
所以我们研究了在单频检测的情况下, 支撑板信号在 小波变换下的规律及去 除方 法。 3. 1 支撑板信号的特点
图2( b) 为图2( a) 支撑板信号小波分解下 的前4个尺度上的信号, 图中, gj 是各级小波 变换, 横坐标 n 是采样点序号。从图中可以看 出, 支撑板信号与测量噪声不同之处在于它 是一低频信号, 始终在各个尺度上存在, 即图 中虚线所指位置。另外, 随尺度增大幅值几乎 不减小。也就是说, 如果检测信号与支撑板干 扰并存, 那么, 用检测测量噪声的分析方法是 分离不了有用信号和支撑板干扰的。这就需 要先验知识。一般地, 对于管材来说, 支撑板 可处于两种位置, 即支撑板存在于缺损的两 端, 或者支撑板位于缺损的一侧。所以我们如 果事先知道支撑板所处位置, 在用小波分析 含有支撑板干扰的信号时, 就可以去除各个
图1( a) 管材的涡流检测电抗信号
图1( b) 原始信号的小波分解曲线
·6 1·
图1( c) 去除测量噪声的信号
主要分布在第3个以后的尺度上。在不同的尺 度之间, 信号表现出很强的相关性, 可以利用 这一点判断小尺度上哪些成分属于有用的信 号, 应予以保留; 哪些成分属于噪声, 应予以 滤除。由于小波基函数的局部支撑性, 能够改 变信号在某些点或某些段的值而不影响到其 它部分, 这是小波除噪比 Fourier 除噪 更加 灵活有效的原因。 2. 2 测量噪声的除噪方法