[發明專利]一種新式超聲導波檢測方法

在審

• 申請號: 201810267632.2
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108680643A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 溫宇立;馬宏偉;武靜;林榮
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/34
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 肖平安

本發明公開了一種新式超聲導波檢測方法，其步驟包括：1、構造Lorenz振子信號檢測系統；2、計算在無信號輸入情況下隨強迫激勵信號幅值F變化的Lyapunov指數；3將經Hanning窗調制的超聲導波信號輸入Lorenz振子信號檢測系統，并計算輸入超聲導波信號后隨強迫激勵信號幅值F變化的Lyapunov指數；4、在輸入標準超聲導波信號前后系統對應的兩個L1乘積小于0的區域，選擇兩個L1差值的絕對值最大時所對應的強迫激勵信號幅值F的數值作為檢測系統的激勵值；5、在檢測物上激勵超聲導波信號，并通過接收器得到接收信號；6、將接收信號輸入已選取了強迫策動力值的檢測系統，并判斷是否存在缺陷。

技術領域

本發明涉及檢測技術領域，尤其涉及一種新式超聲導波檢測方法。

背景技術

超聲導波檢測技術是一種新型的無損檢測技術，其非常適用于細長部件的無損檢測；然而，由于導波的頻散、多模態、衰減特性，在實際的長距離檢測中，若缺陷較小，則對應的缺陷反射回波信號微弱，而傳感器本底噪聲、功率放大器的固有噪聲以及外界的干擾噪聲等往往遠高于有用信號的幅值，因此反射回波信號必將呈現出強噪聲下弱信號的特征，這將嚴重的影響檢測信號的識別、定位，從而影響檢測結果的精確性。

目前，基本的微弱信號檢測方法主要有：雙路消噪聲法、窄帶濾波法、同步累積法、相關檢測法(時域分析法)、鎖定接收法(頻域分析法)等。但是上述的方法由于自身方法的原理使得對應的檢測信噪比門限較高，在低信噪比的弱導波信號檢測應用中具有一定的局限性，檢測精度有限，容易造成漏檢的情況。隨著非線性科學研究的逐步深入，基于諧波小波、混沌、隨機共振等非線性理論的方法逐漸被認可，為微弱信號檢測開創了新的思路。由于傳統的檢測方法一般都以線性理論為主，而混沌檢測方法利用的則是非線性、非平衡性以及敏感性的特征，在弱信號檢測中具有巨大的應用前景。

由于混沌的初值敏感特性，信號處理領域成為了混沌理論重要的應用部分。現階段的混沌振子檢測弱信號研究大多處于初級階段，多用于檢測簡單的正、余弦信號，而應用的混沌振子模型也多為非自治系統單頻激勵的混沌振子,對于非自治系統與多頻調制信號檢測具有極大的局限性。由于導波信號是由Hanning窗調制的多周期信號，是由數個不同頻率的正弦信號組合而成，因此在使用傳統的單頻混沌振子檢測導波信號時，導波信號的多頻特征將對混沌系統的非平衡相變規律產生不確定的影響，理論上容易出現誤判或者錯判。此外，在傳統混沌檢測應用的混沌振子模型均為非自治的混沌振子，由于其非線性特性以及動力學行為遠弱于自治混沌振子，因此對于弱信號識別的靈敏度較低。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足而提供一種新式超聲導波檢測方法，該新式超聲導波檢測方法能夠有效地應用于對低信噪比的超聲導波信號進行識別，且該新式超聲導波檢測方法通過消除或降低導波信號對單頻激勵 Lorenz振子檢測系統的非平衡相變規律的不確定影響，以提高信號識別的準確性。

為達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現。

一種新式超聲導波檢測方法，包括有以下步驟，具體的：

(1)、基于非共振周期信號的多頻參數激勵實現對Lorenz方程的混沌控制，并根據導波信號構造Lorenz振子信號檢測系統；

(2)計算在無信號輸入情況下Lorenz振子信號檢測系統隨強迫激勵信號幅值F變化的Lyapunov指數；

(3)將經Hanning窗調制的超聲導波信號輸入Lorenz振子信號檢測系統，并計算輸入超聲導波信號后隨強迫激勵信號幅值F變化的Lyapunov指數；

(4)在輸入標準超聲導波信號前后系統對應的兩個L1乘積小于0的區域，選擇兩個L1差值的絕對值最大時所對應的強迫激勵信號幅值F的數值作為Lorenz振子信號檢測系統的激勵值；

(5)在檢測物上激勵超聲導波信號，使得超聲導波在檢測物內部傳播，最后通過接收器得到接收信號；