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原文传递一种导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测方法及系统

专利名称：	一种导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测方法及系统
摘要：	本发明公开了一种导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测方法及系统，该成像检测方法包括初始化处理步骤、获取稀疏缺陷信号步骤和重建信号并成像识别步骤。本发明利用导电结构中缺陷空间分布的稀疏特性，结合压缩感知原理，以远小于常规奈奎斯特采样定理所需信号采样数量的采样次数来进行稀疏采样，然后利用优化算法从少量稀疏采样信号中准确重构出导电结构的缺陷成像信息同时无需额外增加现有缺陷信号采集设备的硬件设计，提高了导电结构缺陷电涡流快速成像检测的效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	云南;53
申请人：	昆明理工大学
发明人：	邓为权;叶波;吴建德;王晓东;黄国勇;范玉刚;冯早;邹金慧
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910115396.7
公开号：	CN109884180A
代理机构：	北京汇捷知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	李宏伟
分类号：	G01N27/90(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	650000 云南省昆明市呈贡区景明南路727号
主权项：	1.一种导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测方法，其特征在于：该成像检测方法包括初始化处理步骤、获取稀疏缺陷信号步骤和重建信号并成像识别步骤；其中，初始化处理步骤用于构建观测矩阵和重构观测矩阵行向量作为获取得到稀疏电涡流信号的基础信号；获取稀疏缺陷信号步骤用于获取稀疏电涡流信号；重建信号并成像识别步骤用于原始信号重建并对缺陷信息进行成像识别。 2.根据权利要求1所述的导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测方法，其特征在于：所述初始化处理步骤具体如下：步骤A1：构建随机高斯矩阵Φ:N×N，将矩阵Φ的元素做0/1二值化处理，得到稀疏观测矩阵；步骤A2：从步骤A1中构建的稀疏观测矩阵中随机抽取M行，得到矩阵依次将矩阵的各行重构为矩阵矩阵中元素1表示需要进行采样的位置，得到重构的稀疏观测矩阵行向量；步骤A1和步骤A2中，N＝Ny×Nx，Ny和Nx分别为导电结构在y轴和x轴方向上的扫描点个数。 3.根据权利要求2所述的导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测方法，其特征在于：所述获取稀疏缺陷信号步骤具体如下：结合步骤A2中矩阵每次观测可获取观测值m表示矩阵中元素为1的个数，xi,j表示一次观测中在位置第i行、第j列处的阻抗信息，依此确定重构矩阵中的所有观测值，得到观测信号y＝[y1,y2,...,yM]T。 4.根据权利要求3所述的导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测方法，其特征在于：所述重建信号并成像识别步骤具体如下：通过l1范数最小化约束求解从稀疏缺陷信号y＝[y1,y2,...,yM]T中重构出原始信号P＝Ny×Nx，其中，Ny和Nx分别为导电结构在y轴和x轴方向上的扫描点个数；变换矩阵为矩阵x:Ny×Nx，构建导电结构缺陷图像信息；其中l1范数最小化约束通过式(1)求解获得：式中，ε表示去除稀疏缺陷过程中由环境噪声引起的误差的阈值参数；\|\|·\|\|表示范数符号。 5.一种导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测系统，其特征在于：该系统包括：电涡流探头(4)，用于检测导电结构(1)所产生的磁场，感应电涡流信号；三维扫描平台(3)，用于移动电涡流探头(4)，使电涡流探头(4)扫描待检测导电结构(1)；线圈(5)，其上加载激励并产生激励磁场；上位机，用于接收电涡流探头(4)输出的感应信号和控制三维扫描平台(3)工作。 6.根据权利要求5所述的导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测系统，其特征在于：还包括用于产生不同频率的脉冲信号的信号发生器，所述线圈(5)上的激励由所述信号发生器产生。 7.根据权利要求5或6所述的导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测系统，其特征在于：所述线圈(5)上加载的激励经功率放大器放大后加载。 8.根据权利要求5或6所述的导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测系统，其特征在于：还包括信号调理模块、数据采集卡和数据预处理模块，所述电涡流探头(4)输出的感应信号经所述信号调理模块、所述数据采集卡和所述数据预处理模块处理后输入所述上位机。 9.根据权利要求7所述的导电结构缺陷稀疏电涡流快速成像检测系统，其特征在于：还包括信号调理模块、数据采集卡和数据预处理模块，所述电涡流探头(4)输出的感应信号经所述信号调理模块、所述数据采集卡和所述数据预处理模块处理后输入所述上位机。
所属类别：	发明专利