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原文传递多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法、装置及系统

专利名称：	多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法、装置及系统
摘要：	本发明属于材料性能检测领域，并具体公开了一种多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法、装置及系统，包括：分别通过磁巴克豪森噪声法、电磁超声法检测不同性能参数下钢材的MBN和EMAT信号，性能参数包括应变、应力和组织含量；通过多元非线性回归分析分别得到各性能参数单独作用于MBN或EMAT信号的对应数据；对对应数据进行线性化处理，进而代入性能参数，得到理论信号，基于理论信号和实际信号的误差，确定MBN信号和EMAT信号的权重，并进行加权均值融合得到融合信号，确定性能参数与融合信号的对应关系；本发明可融合MBN信号及EMAT信号，实现对钢铁材料多个性能参数的准确检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	华中科技大学
发明人：	朱彬;梅咏骐;张宜生
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-25T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202311080720.9
公开号：	CN117074510A
代理机构：	华中科技大学专利中心
代理人：	赵格
分类号：	G01N27/72;G01N33/20;G06F18/10;G06F18/25;G;G01;G06;G01N;G06F;G01N27;G01N33;G06F18;G01N27/72;G01N33/20;G06F18/10;G06F18/25
申请人地址：	430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
主权项：	1.一种多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法，其特征在于，包括如下步骤：分别通过磁巴克豪森噪声法、电磁超声法检测不同性能参数下钢材的MBN信号和EMAT信号，得到数据集；所述性能参数包括应变、应力和组织含量；对数据集中数据进行预处理，通过多元非线性回归分析分别得到MBN信号和EMAT信号中各性能参数占比，从而得到各性能参数单独作用于MBN信号或EMAT信号的对应数据；对各性能参数单独作用于MBN信号或EMAT信号的对应数据进行线性化处理，然后将性能参数代入，得到理论信号；基于理论信号和实际信号的误差，确定MBN信号和EMAT信号的权重；根据该权重对MBN信号和EMAT信号进行加权均值融合，得到融合信号，进而确定性能参数与融合信号的对应关系；基于性能参数与融合信号的对应关系，实现待测钢材的应变、应力和组织含量的检测。 2.如权利要求1所述的多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法，其特征在于，对数据集中数据进行预处理包括：对MBN信号和EMAT信号进行降噪，并对应变、应力、组织含量数据进行归一化。 3.如权利要求2所述的多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法，其特征在于，对MBN信号和EMAT信号进行降噪包括：采用带通滤波对MBN信号和EMAT信号进行降噪，对滤波后的信号采用叠加平均法提升信噪比、降低白噪声，并通过小波降噪进行平滑处理。 4.如权利要求2所述的多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法，其特征在于，对应变、应力、组织含量数据进行归一化包括：对应变、应力、组织含量数据进行线性变换将其映射到[0，1]的闭区间中。 5.如权利要求1所述的多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法，其特征在于，通过扩展卡尔曼滤波算法分别对各性能参数单独作用于MBN信号或EMAT信号的对应数据进行线性化处理，以使其线性化。 6.如权利要求1所述的多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法，其特征在于，确定MBN信号和EMAT信号的权重的方法为：预设多组MBN信号和EMAT信号的权重值；对任一组权重值：选取性能参数，将其代入线性化处理后的对应数据，得到理论MBN信号和理论EMAT信号；同时根据该性能参数，检测得到实际MBN信号和实际EMAT信号；然后根据预设权重值，计算得到理论融合信号和实际融合信号，进而根据理论融合信号和实际融合信号确定其误差；以误差最小时对应的一组权重值作为最终权重。 7.如权利要求6所述的多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法，其特征在于，基于MSE均方误差确定理论融合信号和实际融合信号的误差。 8.如权利要求1-7任一项所述的多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法，其特征在于，各性能参数单独作用于MBN信号或EMAT信号的对应数据包括：应力-MBN信号、应变-MBN信号、组织含量-MBN信号、应力-EMAT信号以及应变-EMAT信号的对应关系曲线。 9.一种用于实现如权利要求1-8任一项所述的多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法的复合检测装置，其特征在于，包括信号激励模块、探头模块、信号采集模块和信号处理模块，其中：所述信号激励模块用于产生激励信号；所述探头模块用于接收所述激励信号对钢材进行检测，并将感应信号传递给所述信号采集模块；所述探头模块包括MBN探头和EMAT探头，分别用于进行磁巴克豪森噪声法、电磁超声法检测，且所述MBN探头、EMAT探头可灵活替换与所述信号激励模块连接；所述信号采集模块用于采集所述探头模块检测得到的MBN信号和EMAT信号；所述信号处理模块用于基于MBN信号和EMAT信号得到融合信号，并根据性能参数与融合信号的对应关系，得到钢材的性能参数。 10.一种多源微磁信号数据融合的材料性能检测系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行如权利要求1-8任一项所述的多源微磁信号数据融合的材料性能检测方法。
所属类别：	发明专利