[發明專利]基于切向角度譜相對熵的渦流傳感器性能檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 202011429512.1
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112798683A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 陳國龍;宋致博;王守瑞;靳伍銀
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云;李愛英

本發明提供一種基于切向角度譜的相對熵的渦流傳感器性能檢測方法及裝置，所述方法包括在設定考察區域中，以渦流傳感器中心為圓心，在扇形區域內均勻取若干取樣點；生成n個角度集，每個角度集即為一個角度空間；將各取樣點的切向夾角ψ按照數值映射到對應的分區中，確定各取樣點的切向夾角所屬的角度空間；將各角度空間內取樣點所在位置的渦流矢量的幅值平方進行求和；得到各角度空間對應的切向角度概率分布，進而計算扇形區域的切向角度譜；將所述扇形區域的切向角度譜代入相對熵公式，得到基于切向角度譜的相對熵。根據本發明的方案，能夠在平面渦流傳感器設計時，定量確定考察區域內渦流能量在扇形區域與圓形區域里分布的相似度。

技術領域

本發明涉及電磁無損檢測領域，尤其涉及一種基于切向角度譜相對熵的渦流傳感器性能檢測方法及裝置。

背景技術

柔性平面渦流傳感器對結構復雜的表面裂紋檢測具有靈敏度高、抗提離噪聲性能強等優勢。但是，由于空間限制，相對于立體的剛性渦流傳感器而言，柔性平面渦流傳感器的激勵線圈匝數大量減少，其在試件中感生的渦流有限。因此，試件中的渦流分布是否均勻顯得至關重要。有部分學者已經提出一些關于渦流定量評價的方法，專利CN109900784A，一種基于切向角度譜的信息熵的渦流分布評價方法，提出的方法是根據信息熵來確定設定考察區域內的各渦流矢量的分布情況，渦流矢量的分布與渦流傳感器激勵線圈之間具有一定的相似性。

上述方案雖然能夠定量檢測設定考察區域內的各渦流矢量分布情況，進而確定整個區域的渦流分布。但是對具有差動結構的平面渦流傳感器而言，由于傳感器的結構采用串聯式，若基于上述方法進行檢測將會導致檢測結果中有很大的誤差。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種基于切向角度譜相對熵的渦流傳感器性能檢測方法及裝置，所述方法及裝置，用以解決現有技術中對具有差動結構的平面渦流傳感器檢測結果誤差大的問題。

根據本發明的第一方面，提供一種基于切向角度譜相對熵的渦流傳感器性能檢測方法，所述方法包括以下步驟：

步驟S101：在設定考察區域中，以渦流傳感器中心為圓心，取兩個對稱的扇形區域，并在扇形區域內均勻取若干取樣點，兩個扇形區域內的取樣點也是對稱的；

步驟S102：獲取各取樣點的切向夾角；

步驟S103：在平面直角坐標系中，將[0°,90°]區間均等劃分為n個分區，即生成n個角度集，每個角度集即為一個角度空間；

步驟S104：將各取樣點的切向夾角ψ按照數值映射到對應的分區中，確定各取樣點的切向夾角所屬的角度空間；

步驟S105：將各角度空間內取樣點所在位置的渦流矢量的幅值平方進行求和，得到各角度空間對應的渦流矢量能量值；

步驟S106：分別將各角度空間對應的渦流矢量能量值除以所有角度空間對應的渦流能量值總和，得到各角度空間對應的切向角度概率分布，進而計算扇形區域的切向角度譜；

步驟S107：將所述扇形區域的切向角度譜代入相對熵公式，得到基于切向角度譜的相對熵。

根據本發明第二方面，提供一種基于切向角度譜相對熵的渦流傳感器性能檢測裝置，所述裝置包括：

取樣模塊：配置為在設定考察區域中，以渦流傳感器中心為圓心，取兩個對稱的扇形區域，并在扇形區域內均勻取若干取樣點，兩個扇形區域內的取樣點也是對稱的；

切向夾角獲取模塊：配置為獲取各取樣點的切向夾角；

分區模塊：配置為在平面直角坐標系中，將[0°,90°]區間均等劃分為n個分區，即生成n個角度集，每個角度集即為一個角度空間；

映射模塊：配置為將各取樣點的切向夾角ψ按照數值映射到對應的分區中，確定各取樣點的切向夾角所屬的角度空間；