【技術實現步驟摘要】
本專利技術電纜鉛封缺陷檢測，涉及一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法與系統。
技術介紹
1、在目前經常使用標準超聲波缺陷檢測器的研究技術中，基本上都可以使用超聲相控陣設備。焊接測試和斷裂識別是最相關的技術，這些技術在多個行業中都有廣泛應用，包括汽車制造、電力生產、石油、金屬螺栓孔和管材產品、管道安裝和維修、結構金屬以及大規模生產。相控陣還可以用于退化測試系統，以精確測量剩余的壁厚。
2、超聲相控陣簡化了復雜幾何形狀部件的檢測、受限區域部件的檢測、從單一探測器以不同角度檢查焊縫金屬，并提高識別概率同時增強信號的信噪比。然而，電纜鉛封缺陷部位的圖像信號的強度通常會被各種噪音所扭曲，使得超聲相控陣設備采集的信號存在較多噪聲，使得電纜鉛封焊接缺陷分類的準確性低。
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的不足，本專利技術提供一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法與系統，利用自適應最小均方濾波器來過濾從超聲相控陣設備采集到的信號，從而消除隨機噪聲和高斯噪聲，利用改進的經驗小波變換算法自適應捕捉信號的頻率特征，有效提高電纜鉛封焊接缺陷分類的準確性。
2、本專利技術采用如下的技術方案。
3、本專利技術第一方面提出一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法，包括：
4、利用超聲相控陣技術采集帶有各種焊接缺陷的電纜鉛封的回波信號；
5、利用自適應最小均方濾波器過濾所述回波信號，消除隨機噪聲和高斯噪聲；
6、對過濾后
7、應用一階、二階特征提取技術來提取經驗小波變換處理后的回波信號的多種信號特征；
8、提取的多種信號特征輸入深度卷積神經網絡得出封焊接缺陷分類結果。
9、優選地，所述自適應最小均方濾波器通過最陡下降法得到最優的濾波器權重組合，具體如下：
10、所述最陡下降法的迭代更新公式為：
11、w(k+1)＝w(k)+2a(p(k)-r(k)w(k))???(2)
12、r(k)＝x(k)xt(k)??(3)
13、p(k)＝d(k)x(k)??(4)
14、其中w(k+1)、w(k)是第k+1次、第k次迭代時的權重向量；μ是步長因子；r(k)為第k次迭代時輸入信號x(k)的自相關矩陣；p(k)為第k次迭代時輸入信號x(k)與期望輸出d(k)之間的互相關向量；t表示向量轉置；
15、所述最陡下降法通過如下梯度計算公式確定權重更新的方向：
16、
17、將公式(5)簡化為：
18、
19、其中e(k)為第k次迭代時的誤差信號；
20、基于迭代更新公式(2)-(4)和梯度計算公式(5)-(6)確定濾波器權重自適應更新公式為：
21、w(k+1)＝w(k)+2μe(k)x(k)??(7)
22、基于公式(7)更新濾波器的權重以得到最小化均方誤差的濾波器權重組合，作為最優的濾波器權重組合。
23、優選地，所述對過濾后的回波信號進行經驗小波變換處理，得到處理后的回波信號，公式如下：
24、
25、其中，x(t)’為經驗小波變換處理后的回波信號；
26、xk(t)表示過濾后的回波信號x(t)在第k個頻帶上的分量，k是頻帶的總數；
27、表示傅里葉變換；表示逆傅里葉變換；hk(f)為第k個帶通濾波器的傳遞函數。
28、優選地，第k個帶通濾波器的傳遞函數hk(f)為：
29、
30、其中：ak是第k個帶通濾波器的增益系數；f是頻率；nk是第k個帶通濾波器的濾波器階數；fk0是第k個帶通濾波器的中心頻率，fkc是第k個帶通濾波器的目標信號的頻率；δfk是第k個帶通濾波器的帶寬。
31、優選地，所述多種信號特征包括信號的平均值、方差、能量平均值、峰值幅度、峰值功率。
32、本專利技術第二方面提出一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類系統，所述系統包括：
33、信號采集模塊，用于利用超聲相控陣技術采集帶有各種焊接缺陷的電纜鉛封的回波信號；
34、噪聲過濾模塊，用于利用自適應最小均方濾波器過濾所述回波信號，消除隨機噪聲和高斯噪聲；
35、小波變換處理模塊，用于對過濾后的回波信號進行經驗小波變換處理，得到處理后的回波信號；
36、特征提取模塊，用于應用一階、二階特征提取技術來提取經驗小波變換處理后的回波信號的多種信號特征；
37、缺陷分類模塊，用于提取的多種信號特征輸入深度卷積神經網絡得出封焊接缺陷分類結果。
38、優選地，所述噪聲過濾模塊中，自適應最小均方濾波器通過最陡下降法得到最優的濾波器權重組合，具體如下：
39、所述最陡下降法的迭代更新公式為：
40、w(k+1)＝w(k)+2μ(p(k)-r(k)w(k))???(2)
41、r(k)＝x(k)xt(k)??(3)
42、p(k)＝d(k)x(k)??(4)
43、其中w(k+1)、w(k)是第k+1次、第k次迭代時的權重向量；μ是步長因子；r(k)為第k次迭代時輸入信號x(k)的自相關矩陣；p(k)為第k次迭代時輸入信號x(k)與期望輸出d(k)之間的互相關向量；t表示向量轉置；
44、所述最陡下降法通過如下梯度計算公式確定權重更新的方向：
45、
46、將公式(5)簡化為：
47、
48、其中e(k)為第k次迭代時的誤差信號；
49、基于迭代更新公式(2)-(4)和梯度計算公式(5)-(6)確定濾波器權重自適應更新公式為：
50、w(k+1)＝w(k)+2μe(k)x(k)??(7)
51、基于公式(7)更新濾波器的權重以得到最小化均方誤差的濾波器權重組合w0，作為最優的濾波器權重組合。
52、優選地，小波變換處理模塊中，對過濾后的回波信號進行經驗小波變換處理，得到處理后的回波信號，公式如下：
53、
54、其中，x(t)’為經驗小波變換處理后的回波信號；
55、xk(t)表示過濾后的回波信號x(t)在第k個頻帶上的分量，k是頻帶的總數；
56、表示傅里葉變換；表示逆傅里葉變換；hk(f)為第k個帶通濾波器的頻域響應。
57、優選地，第k個帶通濾波器的傳遞函數hk(f)為：
58、
59、其中：ak是第k個帶通濾波器的增益系數；f是頻率；nk是第k個帶通濾波器的濾波器階數；fk0是第k個帶通濾波器的中心頻率，fkc是第k個帶通濾波器的目標信號的頻率；δfk是第k個帶通濾波器的帶寬。
60、本專利技術第三方面提出一種終端，包括處理器及存儲介本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法，其特征在于：
3.根據權利要求1所述的一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法，其特征在于：
6.一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類系統，其特征在于，所述系統包括：
7.根據權利要求6所述的一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類系統，其特征在于：
8.根據權利要求6所述的一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類系統，其特征在于：
9.根據權利要求6所述的一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類系統，其特征在于：
10.一種終端，包括處理器及存儲介質；其特征在于：
11.計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現權
...【技術特征摘要】
1.一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法，其特征在于：
3.根據權利要求1所述的一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類方法，其特征在于：
6.一種基于超聲相控陣的電纜鉛封焊接缺陷分類系統...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周韞捷，許強，周宏，歐陽本紅，夏榮，袁建軍，顧黃晶，李海，王卓林，張圣甫，葉頲，王昱力，黃凱文，張永康，陳韋蒙，
申請(專利權)人：國網上海市電力公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。