基于多模态电磁超声信号追踪的缺陷分析方法及相关装置与流程

本发明涉及无损检测，特别是涉及一种基于多模态电磁超声信号追踪的缺陷分析方法及相关装置。

背景技术：

1、电磁超声作为无损检测领域的新技术，基本原理是电磁超声换能器（electromagnetic acoustic transducers，emat）通过电磁耦合现象在试件中激发产生超声波信号，再通过逆电磁耦合现象接收试件底面反射回来的回波，分析接收到的超声波回波信号计算试件的厚度或判定材料内部的缺陷和异常情况。超声波检测技术是通过超声波信号处理和分析回波在试件中传播所用的时间，按照公式计算出超声波在试件中传播的距离，再将计算结果显示出来，以判定信号的特征和位置。相较于传统的超声检测技术，电磁超声具有许多优点，例如适用范围广、操作方便、精度高、无需使用耦合剂、非接触检测以及适用于高低温等特殊环境。然而，正是由于电磁超声的原理，激发超声会在试件内部产生多种不同的波模式，例如横波和纵波等。接收超声信号时，这些不同波形的波都会被换能器接收回来，它们之间相互干扰，导致a扫描检测信号的不稳定性，从而增加了信号分析的难度。

2、使用电磁超声进行腐蚀测厚或探伤时，常常因为这些干扰波包的存在，影响了信号分析的结果，进而对材料缺陷情况的准确评估形成了限制。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于多模态电磁超声信号追踪的缺陷分析方法及相关装置，能够有效区分固有回波与缺陷回波，减少固有回波对缺陷检测的干扰，从而提高了电磁超声检测的精确度和稳定性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案。

3、第一方面，本发明提供了一种基于多模态电磁超声信号追踪的缺陷分析方法，所述基于多模态电磁超声信号追踪的缺陷分析方法包括。

4、获取待检测试样的检测信号。

5、对所述检测信号进行特征提取，得到提取后的特征；所述提取后的特征包括：波包的渡越时间和波包的回波幅值。

6、将所述提取后的特征与基准特征进行对比，得到缺陷回波信号；所述基准特征包括：固有回波的各渡越时间和基准信号的幅值，所述固有回波包括：超声横波、超声纵波以及横波纵波交叉回波；所述固有回波的各渡越时间为在设定声程或声时范围内计算得到的时间；所述基准信号为在待检测试样没有缺陷的位置进行检测获取的信号。

7、对所述缺陷回波信号进行特征分析，得到待检测试样的缺陷位置和大小。

8、可选地，获取待检测试样的检测信号，具体包括。

9、设置电磁超声换能器的激发参数；所述激发参数包括：激发波形、激发频率、激发能量、激发周期以及信号的采集模式。

10、根据所述激发参数，采集被检测试样在指定声程或声时的检测信号。

11、可选地，对所述检测信号进行特征提取，得到提取后的特征，具体包括。

12、对所述检测信号进行预处理，得到预处理后的检测信号；所述预处理包括：滤波、去噪和幅值归一化处理。

13、对所述预处理后的检测信号进行特征提取，得到提取后的特征。

14、可选地，所述固有回波的各渡越时间的计算公式为。

15、。

16、。

17、。

18、其中，为超声横波在待检测试样中完整传播一个来回的渡越时间，为超声纵波在待检测试样中完整传播一个来回的渡越时间，为横波在待检测试样底面转换成纵波以及纵波在待检测试样底面转换成横波的一个完整来回渡越时间，为待检测试样的厚度，为材料中超声横波速度，为材料中超声纵波速度。

19、可选地，将所述提取后的特征与基准特征进行对比，得到缺陷回波信号，具体包括。

20、将所述波包的渡越时间与所述固有回波的各渡越时间进行对比，得到第一回波信号；所述第一回波信号为与固有回波的各渡越时间不重合的波包信号。

21、将所述波包的回波幅值与所述基准信号的幅值进行对比，得到第二回波信号；所述第二回波信号为与基准信号的幅值不重合的波包信号。

22、将所述第一回波信号和所述第二回波信号确定为缺陷回波信号。

23、可选地，对所述缺陷回波信号进行特征分析，得到待检测试样的缺陷位置和大小，具体包括。

24、将所述缺陷回波信号中每个波包的渡越时间表征缺陷在待检测试样中的位置。

25、将所述缺陷回波信号中每个波包的幅值表征缺陷在待检测试样中的大小。

26、第二方面，本发明提供了一种基于多模态电磁超声信号追踪的缺陷分析装置，所述基于多模态电磁超声信号追踪的缺陷分析装置包括。

27、检测信号获取模块，用于获取待检测试样的检测信号。

28、特征提取模块，用于对所述检测信号进行特征提取，得到提取后的特征；所述提取后的特征包括：波包的渡越时间和波包的回波幅值。

29、对比模块，用于将所述提取后的特征与基准特征进行对比，得到缺陷回波信号；所述基准特征包括：固有回波的各渡越时间和基准信号的幅值，所述固有回波包括：超声横波、超声纵波以及横波纵波交叉回波；所述固有回波的各渡越时间为在设定声程或声时范围内计算得到的时间；所述基准信号为在待检测试样没有缺陷的位置进行检测获取的信号。

30、特征分析模块，用于对所述缺陷回波信号进行特征分析，得到待检测试样的缺陷位置和大小。

31、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述中任一项所述的基于多模态电磁超声信号追踪的缺陷分析方法。

32、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的基于多模态电磁超声信号追踪的缺陷分析方法。

33、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的基于多模态电磁超声信号追踪的缺陷分析方法。

34、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

35、本发明提供了一种基于多模态电磁超声信号追踪的缺陷分析方法及相关装置，通过获取待检测试样的检测信号；对所述检测信号进行特征提取，得到提取后的特征；所述提取后的特征包括：波包的渡越时间和波包的回波幅值；将所述提取后的特征与基准特征进行对比，得到缺陷回波信号；所述基准特征包括：固有回波的各渡越时间和基准信号的幅值，所述固有回波包括：超声横波、超声纵波以及横波纵波交叉回波；所述固有回波的各渡越时间为在设定声程或声时范围内计算得到的时间；所述基准信号为在待检测试样没有缺陷的位置进行检测获取的信号；对所述缺陷回波信号进行特征分析，即可得到待检测试样的缺陷位置和大小。本发明通过精确计算固有回波的渡越时间并对检测信号幅值变化进行分析，能够有效区分固有回波与缺陷回波，减少固有回波对缺陷检测的干扰，从而提高了电磁超声检测的精确度和稳定性。通过对缺陷回波的特征分析与计算，为电磁超声缺陷分析提供了更加可靠和高效的手段。