基于电磁层析成像技术的钢丝绳损伤检测方法

摘要

本发明涉及一种基于电磁层析成像技术的钢丝绳损伤检测装置及方法。所述检测装置包括：线图传感器单元、激励信号及其功率放大单元、相幅检测单元、数据采集与信号调理单元、图像重建和物场参数提取单元和主控单元。所述检测方法由数字合成器产生正弦激励信号，再由激励信号放大器做功率放大，通过激励线圈产生激励磁场；用线圈传感器检测激励磁场的变化信号；检测信号与激励信号同时进入相幅检测电路作解调，得到两个信号间的相移以及检测信号的幅度；对相移和幅度信号进行归一化；由归一化后的相移信号进行反演成像，得到钢丝绳的截面缺陷损伤图像；由此图像对钢丝绳损伤进行定量的评估。

主权项

1.一种基于电磁层析成像技术的钢丝绳损伤检测方法，其特征在于：所述基于电磁层析成像技术的钢丝绳损伤检测方法包括步骤：A：通过主控单元(106)产生激励信号，供给线圈传感器单元(101)中N个线圈(203)中的任意一个线圈(203)，产生交变的激励磁场；B：依次选通所述线圈传感器单元(101)中N个线圈(203)中的其它N-1个线圈(203)，检测出其感应电势信号，并从中解调出其幅度及相对于所述激励信号的相移；C：采集感应电势的幅度和相移信号，经过现场可编程门阵列处理，将采集的数据送入数字信号处理器；D：重复所述步骤A、步骤B和步骤C，直至N个线圈(203)都被用作激励线圈(203)为止，得到一组N×(N-1)×2个测量的数据；E：使用上述数据，对被检钢丝绳径向截面上的磁导率分布进行图像重建，得到被检钢丝绳(204)径向截面上的损伤分布图像；F：对重建图像进行处理，得出物场特征参数，定量分析出所述被检钢丝绳(204)的径向截面损伤；所述步骤B中解调出相对于所述激励信号的相移的原理是：所述线圈(203)中点处采用一个电阻为OPA3682型放大器产生直流偏置，所述线圈(203)的信号通过所述OPA3682型放大器进行放大后，与激励信号一起产生复合信号，所述复合信号经过AD8056型带通滤波器进行带通滤波，滤波后的信号再通过LT1016型比较器进行过零检测，从而得到检测信号与激励信号之间的相移；步骤E中采用联合迭代重建算法进行图像重建，所述联合迭代重建算法的具体实现步骤为：E1、对每一个像素预设灰度估计初值j＝1，2，...，M；E2、根据已知的各像素灰度估计计算各个投影方程的计算投影值q_i：i＝1，2，...，N    (1)式中，为第k次迭代时第j个像素的灰度估计值，W_ij为投影方程的权重系数矩阵；E3、计算各实际投影p_i和计算投影值q_i之差Δp_i： Δp_i＝p_i-q_i，i＝1，2，...N    (2)E4、计算各投影方程对各像素的修正量Δf_ij^k，i＝1，2，...N，j＝1，2，...，M，采用投影迭代修正公式：ω_ij为权重系数中的第i个投影方程的第j个像素的权重，为W_ij矩阵中的第i行第j列元素，ω_il为迭代更新后的第i个投影方程的第l个像素的权重；E5、计算第j个像素的平均修正值其中，N_j表示与第j个像素有关的投影的个数，即第j个像素对投影有贡献的投影的个数；E6、以平均修正量为本次迭代的修正量对每个像素灰度值进行修正：j＝1，2，...M    (5)E7、对所求得的各灰度估计值进行了收敛程度判断：其中，ε为设定的误差界，若上式成立则停止迭代，否则重复步骤E2到步骤E7，直至收敛准则满足。