久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

基于偏最小二乘回歸的紅外無損檢測電磁激勵數(shù)學(xué)模型建模方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于偏最小二乘回歸的紅外無損檢測電磁激勵數(shù)學(xué)模型建模方法。利用平板型電磁線圈對金屬材料表面進(jìn)行電磁激勵，采用紅外熱像儀獲取激勵前后金屬材料表面平均溫度差信息，并將該溫度差作為表征電磁激勵效果的指標(biāo)。選擇影響電磁激勵效果的參數(shù)，通過改變參數(shù)的值改變電磁激勵效果。將激勵前后材料表面平均溫度差作為偏最小二乘回歸建模方法的因變量，將影響電磁激勵效果的參數(shù)作為自變量，利用偏最小二乘回歸算法建立電磁激勵數(shù)學(xué)模型表征電磁激勵效果指標(biāo)與影響電磁激勵效果各參數(shù)之間的關(guān)系。本發(fā)明對金屬電磁激勵作用效果的研究及金屬缺陷的紅外無損檢測激勵源的研究有指導(dǎo)作用。
【專利說明】基于偏最小二乘回歸的紅外無損檢測電磁激勵數(shù)學(xué)模型建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于偏最小二乘回歸的紅外無損檢測電磁激勵數(shù)學(xué)模型建模方法，屬于金屬材料電磁激勵領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]大型電力、交通、航空航天和管道等設(shè)備的一些復(fù)雜零部件、焊件、模鍛構(gòu)件的生產(chǎn)、加工和服役過程中需要進(jìn)行全面無損探傷以保證其安全可靠性。常規(guī)的無損檢測技術(shù)(如X射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測等)在復(fù)雜金屬零件的檢測時，其檢測效果、快速便捷性和可靠性等方面均存在一定的局限性。目前復(fù)雜金屬零件的檢測多以渦流檢測技術(shù)為主，然而對于微小裂紋，渦流檢測提離效應(yīng)明顯，實際檢測效果也不理想。因此，開展對復(fù)雜零件的隱性缺陷的無損檢測理論與技術(shù)研究已成為國內(nèi)外研究的熱點，快速、高效的無損檢測手段已成為一個迫切需要解決的問題。
[0003]電磁激勵紅外熱成像技術(shù)，是近幾年來快速興起的新型無損檢測手段。電磁激勵紅外無損檢測技術(shù)的檢測原理框圖如圖1所示。它結(jié)合了傳統(tǒng)的渦流探傷及紅外熱成像技術(shù)的優(yōu)點，應(yīng)用電磁感應(yīng)原理對被檢零件施加熱激勵，零件在電磁脈沖激勵作用下因渦流效應(yīng)而生熱，當(dāng)被檢零件表面或亞表面存在缺陷時，被檢零件中渦流場分布將發(fā)生改變，引起局部溫度異常，從而影響零件表面的溫度場。用紅外熱成像設(shè)備獲取該表面溫度場，即可實現(xiàn)對被檢零件的非接觸溫度測量和熱狀態(tài)成像，從而推斷零件(近)表面或內(nèi)部是否存在缺陷。
[0004]激勵源和激勵方式的研究在主動式紅外熱成像檢測中始終處于非常重要的地位。常見的激勵方式有光熱激勵、脈沖激勵、超聲激勵以及振動激勵等，實際檢測中，受限于主動紅外熱成像技術(shù)中對加熱的均勻性及快速響應(yīng)性等苛刻的要求，這些激勵方式下的紅外無損檢測效果一直不是很理想。為了充分發(fā)揮紅外熱成像技術(shù)檢測結(jié)果直觀、檢測速度快等優(yōu)勢，進(jìn)一步拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，研究激勵源的激勵規(guī)律和開發(fā)新的激勵方式很有必要。
[0005]電磁脈沖激勵是一種新型的激勵方式。電磁脈沖激勵是一種通過在感應(yīng)線圈內(nèi)通交變電流使其周圍產(chǎn)生交變磁場，該交變磁場使零件內(nèi)部產(chǎn)生渦流。由于渦流具有熱效應(yīng)，可使零件加熱至特定的溫度。這種激勵方式克服了上述幾種激勵方式的缺點，能滿足加熱均勻性及快速響應(yīng)性的要求，是紅外熱成像無損檢測的一種理想的激勵方式。
[0006]市面上的電磁激勵加熱器通過控制激勵頻率和激勵時間控制激勵效果，雖然能基本滿足工業(yè)感應(yīng)加熱的要求，但對卻不能直接應(yīng)用與電磁脈沖激勵紅外檢測。工業(yè)用電磁激勵加熱器在使用時主要靠經(jīng)驗調(diào)節(jié)激勵頻率和激勵時間以達(dá)到要求的激勵效果，但電磁脈沖激勵紅外檢測中關(guān)于激勵功率、激勵線圈總長、激勵線圈等效直徑、提離距離、激勵時間等參數(shù)的設(shè)置暫時沒有經(jīng)驗可循，激勵溫度、激勵時間等參數(shù)的選取對檢測效果有較大的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種基于偏最小二乘回歸的紅外無損檢測電磁激勵數(shù)學(xué)模型建模方法。利用平板型電磁線圈對金屬材料表面進(jìn)行電磁激勵，采用紅外熱像儀獲取金屬材料表面的紅外輻射信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后獲得金屬材料表面平均溫度，并將該溫度作為表征電磁激勵效果的指標(biāo)。將金屬材料表面平均溫度作為偏最小二乘回歸建模方法的因變量，將影響電磁激勵效果的各參數(shù)作為自變量，利用偏最小二乘回歸算法建立電磁激勵數(shù)學(xué)模型表征電磁激勵效果指標(biāo)與影響電磁激勵效果各參數(shù)之間的關(guān)系。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
電磁激勵系統(tǒng)由金屬試件、感應(yīng)線圈、感應(yīng)加熱器、紅外熱像儀組成。電磁感應(yīng)加熱器由電磁感應(yīng)加熱主機(jī)與繼電器等組裝而成，感應(yīng)加熱器的內(nèi)部電路模塊由整流器、濾波器、逆變器、負(fù)載組成；交流電經(jīng)過整流器，再經(jīng)過濾波器，變成脈動直流電，進(jìn)而得到平滑的直流電(DC)，逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為感應(yīng)加熱負(fù)載所需頻率的高頻交流電(AC)。實驗時感應(yīng)加熱器產(chǎn)生交變電流通入感應(yīng)線圈中，由于電磁感應(yīng)效應(yīng)線圈周圍產(chǎn)生交變磁場，在金屬試件內(nèi)部產(chǎn)生渦流，渦流將金屬試件表面加熱至一定溫度。電磁激勵結(jié)束后，通過紅外攝像儀對金屬試件表面拍攝，得到紅外熱圖，利用紅外熱像圖分析軟件獲取金屬試件表面平均溫度信息。
[0009]紅外熱像儀選用的是加拿大CANTR0NIC公司生產(chǎn)的IR970型紅外熱像儀。該熱像儀的分辨率為320X240，測溫范圍為-20°C -1200°C。
[0010]電磁感應(yīng)加熱器由電磁感應(yīng)加熱主機(jī)與繼電器等組裝而成，電磁感應(yīng)加熱主機(jī)選用廈門飛如電子公司生產(chǎn)的2.5kff電磁感應(yīng)加熱控制板，該主機(jī)可提供的最大激勵功率為599W，繼電器控制激勵時間最大為6000s。
[0011]依據(jù)正交實驗設(shè)計準(zhǔn)則，設(shè)計材料在橫向單面激勵方式下的多組電磁激勵正交實驗。將激勵前后材料表面平均溫度差T作為評價激勵效果的效果指標(biāo)。依據(jù)正交實驗準(zhǔn)則選取不同的影響參數(shù)水平值，進(jìn)行電磁脈沖激勵實驗，實驗可得不同影響參數(shù)組合下，材料激勵效果指標(biāo)的值。
[0012]實驗考慮的電磁脈沖激勵影響參數(shù)即偏最小二乘法的中的自變量，激勵效果指標(biāo)即因變量，將實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)換為偏最小二乘法的原始數(shù)據(jù)矩陣，運(yùn)用偏最小二乘算法構(gòu)建因變量與自變量之間的偏最小二乘關(guān)系，建立影響參數(shù)與激勵效果指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)模型。
[0013]建模方法的實施過程:
1)選取激勵功率W、激勵線圈總長L1、激勵線圈等效直徑Cl1、提離距離d2、激勵時間t等影響激勵效果的參數(shù)，激勵功率W與激勵時間t由電磁感應(yīng)加熱主機(jī)控制，激勵線圈采用高溫線繞制成圓形平板型線圈，激勵線圈總長L1為圓形平板型線圈的總長，激勵線圈等效直徑Cl1為該平板型線圈等效成圓柱型線圈后的直徑；
2)激勵功率W、激勵線圈總長L1、激勵線圈等效直徑Cl1、提離距離d2、激勵時間t各設(shè)置3個水平，選取三水平四因素正交表L9 (34)設(shè)計9組電磁激勵實驗，激勵線圈總長L1和激勵線圈等效直徑Cl1的水平值是對應(yīng)關(guān)系，因此視為一個因素設(shè)計正交實驗，進(jìn)行激勵實驗;
3)將電磁激勵后的紅外熱圖與背景紅外圖相減，即作去背景處理，經(jīng)過紅外熱像儀數(shù)據(jù)處理獲得激勵前后金屬試件表面平均溫度差T，將T作為激勵效果指標(biāo)；
4)將影響電磁激勵效果的5個參數(shù)作為偏最小二乘回歸分析的自變量，金屬試件表面平均溫度差T為因變量，則因變量組和自變量組的標(biāo)準(zhǔn)化觀測矩陣分別為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于偏最小二乘回歸的紅外無損檢測電磁激勵數(shù)學(xué)模型建模方法，其特征在于:將激勵前后材料表面平均溫度差作為偏最小二乘回歸建模方法的因變量，將影響電磁激勵效果的參數(shù)作為自變量，將自變量和因變量組合成原始數(shù)據(jù)表，利用偏最小二乘回歸算法建立電磁激勵數(shù)學(xué)模型表征電磁激勵效果指標(biāo)與影響電磁激勵效果各參數(shù)之間的關(guān)系O
2.一種基于偏最小二乘回歸的紅外無損檢測電磁激勵數(shù)學(xué)模型建模方法，其特征在于:電磁激勵系統(tǒng)由金屬材料(2)、感應(yīng)線圈(3)、感應(yīng)加熱器(4)、紅外熱像儀(I)組成，電磁感應(yīng)加熱器由電磁感應(yīng)加熱主機(jī)與繼電器組裝而成； 建模方法的實施過程為: 1)選取激勵功率W、激勵線圈總長L1、激勵線圈等效直徑Cl1、提離距離d2、激勵時間t等影響激勵效果的參數(shù)，激勵功率W與激勵時間t由電磁感應(yīng)加熱主機(jī)控制，激勵線圈采用高溫線繞制成圓形平板型線圈，激勵線圈總長L1為圓形平板型線圈的總長，激勵線圈等效直徑Cl1為該平板型線圈等效成圓柱型線圈后的直徑； 2)激勵功率W、激勵線圈總長L1、激勵線圈等效直徑Cl1、提離距離d2、激勵時間t各設(shè)置3個水平，選取三水平四因素正交表L9 (34)設(shè)計9組電磁激勵實驗，激勵線圈總長L1和激勵線圈等效直徑Cl1的水平值是對應(yīng)關(guān)系，視為一個因素設(shè)計正交實驗，進(jìn)行激勵實驗； 3)將電磁激勵后的紅外熱圖與背景紅外圖相減，即作去背景處理，經(jīng)過紅外熱像儀數(shù)據(jù)處理獲得激勵前后金屬試件表面平均溫度差T，將T作為激勵效果指標(biāo)； 4)將影響電磁激勵效果的5個參數(shù)作為偏最小二乘回歸分析的自變量，金屬試件表面平均溫度差T為因變量，則因變量組和自變量組的標(biāo)準(zhǔn)化觀測矩陣分別為:
【文檔編號】G01N25/72GK103472092SQ201310422366
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】周建民, 李鵬, 蔡莉, 符正晴, 胡林海, 尹洪妍 申請人:華東交通大學(xué)