[发明专利]一种基于特征频率的金属构件脉冲涡流测厚方法及设备

权利要求书

1.一种基于特征频率的金属构件脉冲涡流测厚方法，其特征在于，包括如下步骤：

离线拟合阶段：

(1)从已知壁厚的金属构件的脉冲涡流检测信号中提取分析信号u；

(2)对u进行快速傅里叶变换，根据快速傅里叶变换后的频谱设定Laplace小波原子φ(f,ζ，τ，n)的频率f、阻尼比ζ、起始时间τ取值的集合分别为F、Z、T；n∈[1,W_s]且n为正整数，W_s是小波原子φ(f,ζ，τ，n)的序列长度；

(3)对于时刻τ₀∈T，计算所有起始时刻为τ₀的Laplace小波原子φ(f,ζ，τ₀，n)与分析信号u的互相关系数，τ₀时刻对应的互相关系数的最大值记为对应的Laplace小波原子的频率记为将作为τ₀时刻u的频率；

(4)对于每一时刻τ∈T，重复步骤(3)，得到互相关系数的最大值κ^τ以及频率随时间变化的离散序列κ^τ(n)、

(5)选择κ^τ(n)＞κ₀的时段，在这些时段中统计F＝{1,2,...,F_max}中的各频率在序列中出现的次数，κ₀是预设的互相关系数值，κ₀越大则筛选出的互相关系数越高；

(6)按照步骤(5)的统计结果，顺序计算F＝{1,2,...,F_max}中任意三个连续的频率的出现次数之和，选取这些和的最大值对应的三个频率，以这三个频率分别出现的次数为各自的权重，计算这三个频率的加权平均数f_w，将f_w作为量化试件壁厚的特征量，即特征频率；

(7)选择同一种材料、不同壁厚的金属构件的脉冲涡流检测信号，重复步骤(1)～(6)，获得该种材料的金属构件的特征频率-壁厚的拟合曲线；

在线检测阶段：

(8)对待测厚的金属构件，获取其脉冲涡流检测信号并按照步骤(1)～(6)进行处理，得到其特征频率，然后根据其材料对应的特征频率-壁厚的拟合曲线获得其壁厚。

2.如权利要求1所述的基于特征频率的金属构件脉冲涡流测厚方法，其特征在于，所述步骤(2)中，根据快速傅里叶变换后的频谱中的最大频率F_max设定Laplace小波原子φ(f,ζ，τ，n)的频率f取值的集合为F＝{1,2,...,F_max}，单位Hz；

设定Laplace小波原子φ(f,ζ，τ，n)的阻尼比ζ取值的集合Z，

设定Laplace小波原子的起始时间τ取值的集合T：

T＝{1/F_s,2/F_s,...,(N-W_s)/F_s}

其中，F_s是采样频率，N是u的序列长度。

3.如权利要求2所述的基于特征频率的金属构件脉冲涡流测厚方法，其特征在于，所述步骤(3)包括如下子步骤：

(3.1)取Laplace小波的虚部作为小波原子φ(f,ζ，τ，n)，小波原子表达式为：

(3.2)小波原子φ(f,ζ，τ，n)与分析信号u的互相关系数κ的计算公式为：

其中，*,*表示内积，||*||₂表示向量的二阶范数，向量内积除以向量的二阶范数从而将κ归一化；

(3.3)对于时刻τ₀∈T，计算所有起始时间为τ₀的小波原子φ(f,ζ，τ₀，n)与u的互相关系数选取其中互相关系数的最大值作为τ₀时刻的互相关系数的计算结果

其中，且分别是所有起始时间为τ₀的小波原子φ(f,ζ，τ₀，n)中互相关系数取得最大值的小波原子的频率和阻尼比；

(3.4)将作为τ₀时刻u的频率。