本發(fā)明涉及無損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

在無損檢測(cè)中，缺陷成像檢測(cè)是對(duì)被測(cè)件進(jìn)行安全評(píng)估的基礎(chǔ)，隨著無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)安全檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，對(duì)于被測(cè)件的缺陷檢測(cè)靈敏度和成像精度要求越來越高，尤其是對(duì)于尺寸較小的缺陷檢測(cè)，由于其常被完全覆蓋于檢測(cè)線圈內(nèi)部，導(dǎo)致對(duì)其進(jìn)行精確定位和準(zhǔn)確量化成像尤其困難。

傳統(tǒng)的渦流檢測(cè)采用檢測(cè)線圈實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集，獲取的信號(hào)是整個(gè)線圈環(huán)內(nèi)的信息累計(jì)結(jié)果，但是難以實(shí)現(xiàn)缺陷的量化與成像。具體地，現(xiàn)有部分檢測(cè)方法采用單個(gè)或少數(shù)幾個(gè)磁傳感器芯片代替檢測(cè)線圈實(shí)現(xiàn)缺陷信號(hào)檢測(cè)，但由于傳感器數(shù)量少，且芯片布置于激勵(lì)線圈內(nèi)部，其檢測(cè)的依舊是線圈內(nèi)的累計(jì)信息，僅能對(duì)缺陷進(jìn)行簡(jiǎn)單的定量分析，由于所能獲取檢測(cè)信息量少，難以實(shí)現(xiàn)缺陷高精度成像。在相關(guān)技術(shù)中，如基于tmr磁場(chǎng)傳感器陣列的渦流檢測(cè)探頭及其檢測(cè)方法，其以四個(gè)矩形線圈作為激勵(lì)源，采用九個(gè)磁場(chǎng)傳感器構(gòu)成的點(diǎn)陣和線陣進(jìn)行缺陷檢測(cè)，但矩形線圈的周向一致性差，磁場(chǎng)傳感器所能獲取的缺陷信息量少，且未提及所能達(dá)到的缺陷成像效果；又如基于k鄰近算法的焊接缺陷巨磁電阻渦流檢測(cè)方法，其采用一個(gè)矩形線圈和四個(gè)巨磁電阻傳感器實(shí)現(xiàn)缺陷渦流檢測(cè)，但僅能檢測(cè)焊縫缺陷的有無，以及對(duì)焊縫類型進(jìn)行分類，無法實(shí)現(xiàn)缺陷成像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法，該方法可以提高檢測(cè)的精確度，且提高缺陷成像效果。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法，包括如下步驟：獲取被測(cè)鋼板的特性參數(shù)，所述特性參數(shù)包括鋼板厚度、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率，并確定檢測(cè)激勵(lì)源的最佳激勵(lì)頻率；在渦旋式平面線圈中通入所述最佳激勵(lì)頻率的正弦交變電流，以激發(fā)正弦交流磁場(chǎng)，并在所述渦旋式平面線圈下方的所述被測(cè)鋼板中感應(yīng)出交變的渦旋電流；通過磁傳感器陣列采集所述被測(cè)鋼板被檢測(cè)區(qū)域附近的感應(yīng)交變磁信號(hào)；通過信號(hào)處理電路對(duì)所述感應(yīng)交變磁信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、交直變換處理，并對(duì)處理后的感應(yīng)交變磁信號(hào)進(jìn)行一階差分變換操作，以得到變換后的差分信號(hào)；判斷所述差分信號(hào)是否小于預(yù)設(shè)閾值，其中，如果是，則判定不存在缺陷，繼續(xù)進(jìn)行下一檢測(cè)區(qū)域的掃描，否則判定存在缺陷，則提取區(qū)域信號(hào)進(jìn)行下一步缺陷分析；將提取的所述區(qū)域信號(hào)輸入構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行缺陷逆向反演，以得到缺陷輪廓參數(shù)；根據(jù)所述缺陷輪廓參數(shù)繪制缺陷輪廓，實(shí)現(xiàn)成像。

本發(fā)明實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法，結(jié)合了渦流檢測(cè)無需耦合介質(zhì)、激勵(lì)方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，以及漏磁檢測(cè)對(duì)被測(cè)試件清潔度要求低，采集信息量大，易于實(shí)現(xiàn)缺陷識(shí)別量化的優(yōu)點(diǎn)，以渦流檢測(cè)中的渦流線圈作為激勵(lì)源，基于電磁感應(yīng)原理和電流的磁效應(yīng)原理，檢測(cè)被測(cè)試件處的感應(yīng)磁場(chǎng)變化信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的成像檢測(cè)，通過同心環(huán)式磁旋陣檢測(cè)陣列進(jìn)行缺陷檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)鋼板缺陷的高精度檢測(cè)，提高檢測(cè)的精確度，且提高缺陷成像效果。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法還可以具有以下附加的技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述磁傳感器陣列布置于所述被檢測(cè)區(qū)域上方和所述渦旋式平面線圈下方，且所述磁傳感器陣列布與激勵(lì)線圈在所述被測(cè)鋼板上方沿水平方向行進(jìn)，并等間距掃描，且所述磁傳感器陣列布置為周向一致且徑向等間距的同心環(huán)式磁旋陣，其最外圈磁傳感器環(huán)的直徑不超過渦旋線圈的最大直徑，其中，所述磁傳感器陣列的磁傳感器采集到的交變信號(hào)為二維磁信號(hào)，所述二維磁信號(hào)包括沿渦旋線圈行進(jìn)方向的水平磁分量和垂直于渦旋線圈的垂直磁分量。

其中，采用渦旋式平面線圈和周向一致的同心環(huán)式磁旋陣，使得檢測(cè)激勵(lì)裝置可以旋轉(zhuǎn)任意角度進(jìn)行檢測(cè)，保持較高的一致性和檢測(cè)貼合度，避免了在檢測(cè)過程中由于檢測(cè)裝置的移動(dòng)而造成的偏轉(zhuǎn)誤差，并且由于檢測(cè)部件與激勵(lì)信號(hào)在檢測(cè)平面中呈現(xiàn)的周向一致性，其在檢測(cè)平面上的檢測(cè)信號(hào)也具備周向一致特性，因此僅需要對(duì)垂直于渦旋線圈和沿渦旋線圈行進(jìn)方向兩個(gè)方向上的磁場(chǎng)信號(hào)分量進(jìn)行檢測(cè)，相比于現(xiàn)有的對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)三個(gè)方向均進(jìn)行檢測(cè)分析的方法，本發(fā)明實(shí)施例在保證檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量和檢測(cè)信息量的前提下，有效降低了傳感器數(shù)量和檢測(cè)數(shù)據(jù)的冗余度。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述磁傳感器陣列與所述信號(hào)處理電路均以圓形pcb(printedcircuitboard，印刷電路板)板為載體，其中，所述所述圓形pcb板采用雙面布線方式，下層布置所述磁傳感器陣列，上層布置所述信號(hào)處理電路。

其中，采用pcb板雙面布線方式，將磁傳感器陣列和信號(hào)處理電路合理布置于同一pcb板中，大大減少了兩者間的出現(xiàn)連接，有效提高了磁傳感器的集成度，簡(jiǎn)化了裝置結(jié)構(gòu)，提高了檢測(cè)效率。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述交直變換處理采用均方根檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦交流信號(hào)的均方根值檢測(cè)，處理后的直流信號(hào)滿足下述公式：

其中，所述signal_rms為所述直流信號(hào)，signal_orignal為所述正弦交流信號(hào)，nt為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)；

所述一階差分變換操作滿足下述公式：

signal_different＝signal_rms(i+1)-signal_rms(i)，

其中，signal_different為所述變換后的差分信號(hào)，signal_rms(i+1)和signal_rms(i)分別為同一檢測(cè)通道的相鄰掃描點(diǎn)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括：通過對(duì)已知輪廓缺陷的差分信號(hào)訓(xùn)練構(gòu)建所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為各通道的磁信號(hào)為所述變換后的差分信號(hào)，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出為所述缺陷輪廓參數(shù)，其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為bp(backpropagation，誤差反向傳播)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、rbf(radicalbasisfunction，徑向基)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或小波基wbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面實(shí)施例提出了一種鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)裝置，包括：前處理模塊，用于提前獲取被測(cè)鋼板的特性參數(shù)，所述特性參數(shù)包括鋼板厚度、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率，并確定檢測(cè)激勵(lì)源的最佳激勵(lì)頻率；激勵(lì)模塊，用于在渦旋式平面線圈中通入所述最佳激勵(lì)頻率的正弦交變電流，以激發(fā)正弦交流磁場(chǎng)，并在所述渦旋式平面線圈下方的所述被測(cè)鋼板中感應(yīng)出交變的渦旋電流；采集模塊，用于通過磁傳感器陣列采集所述被測(cè)鋼板被檢測(cè)區(qū)域附近的感應(yīng)交變磁信號(hào)；處理模塊，用于通過信號(hào)處理電路對(duì)所述感應(yīng)交變磁信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、交直變換處理，并對(duì)處理后的感應(yīng)交變磁信號(hào)進(jìn)行一階差分變換操作，以得到變換后的差分信號(hào)；判斷模塊，用于判斷所述差分信號(hào)是否小于預(yù)設(shè)閾值，其中，當(dāng)小于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，判定不存在缺陷，繼續(xù)進(jìn)行下一檢測(cè)區(qū)域的掃描，否則判定存在缺陷，則提取區(qū)域信號(hào)進(jìn)行下一步缺陷分析；成像模塊，用于將提取的所述區(qū)域信號(hào)輸入構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行缺陷逆向反演，以得到缺陷輪廓參數(shù)，并根據(jù)所述缺陷輪廓參數(shù)繪制缺陷輪廓，實(shí)現(xiàn)成像。

本發(fā)明實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)裝置，結(jié)合了渦流檢測(cè)無需耦合介質(zhì)、激勵(lì)方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，以及漏磁檢測(cè)對(duì)被測(cè)試件清潔度要求低，采集信息量大，易于實(shí)現(xiàn)缺陷識(shí)別量化的優(yōu)點(diǎn)，以渦流檢測(cè)中的渦流線圈作為激勵(lì)源，基于電磁感應(yīng)原理和電流的磁效應(yīng)原理，檢測(cè)被測(cè)試件處的感應(yīng)磁場(chǎng)變化信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的成像檢測(cè)，通過同心環(huán)式磁旋陣檢測(cè)陣列進(jìn)行缺陷檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)鋼板缺陷的高精度檢測(cè)，提高檢測(cè)的精確度，且提高缺陷成像效果。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)裝置還可以具有以下附加的技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述磁傳感器陣列布置于所述被檢測(cè)區(qū)域上方和所述渦旋式平面線圈下方，且所述磁傳感器陣列布與激勵(lì)線圈在所述被測(cè)鋼板上方沿水平方向行進(jìn)，并等間距掃描，且所述磁傳感器陣列布置為周向一致且徑向等間距的同心環(huán)式磁旋陣，其最外圈磁傳感器環(huán)的直徑不超過渦旋線圈的最大直徑，其中，所述磁傳感器陣列的磁傳感器采集到的交變信號(hào)為二維磁信號(hào)，所述二維磁信號(hào)包括沿渦旋線圈行進(jìn)方向的水平磁分量和垂直于渦旋線圈的垂直磁分量。

其中，采用渦旋式平面線圈和周向一致的同心環(huán)式磁旋陣，使得檢測(cè)激勵(lì)裝置可以旋轉(zhuǎn)任意角度進(jìn)行檢測(cè)，保持較高的一致性和檢測(cè)貼合度，避免了在檢測(cè)過程中由于檢測(cè)裝置的移動(dòng)而造成的偏轉(zhuǎn)誤差，并且由于檢測(cè)部件與激勵(lì)信號(hào)在檢測(cè)平面中呈現(xiàn)的周向一致性，其在檢測(cè)平面上的檢測(cè)信號(hào)也具備周向一致特性，因此僅需要對(duì)垂直于渦旋線圈和沿渦旋線圈行進(jìn)方向兩個(gè)方向上的磁場(chǎng)信號(hào)分量進(jìn)行檢測(cè)，相比于現(xiàn)有的對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)三個(gè)方向均進(jìn)行檢測(cè)分析的方法，本發(fā)明實(shí)施例在保證檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量和檢測(cè)信息量的前提下，有效降低了傳感器數(shù)量和檢測(cè)數(shù)據(jù)的冗余度。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述磁傳感器陣列與所述信號(hào)處理電路均以圓形pcb板為載體，其中，所述所述圓形pcb板采用雙面布線方式，下層布置所述磁傳感器陣列，上層布置所述信號(hào)處理電路。

其中，采用pcb板雙面布線方式，將磁傳感器陣列和信號(hào)處理電路合理布置于同一pcb板中，大大減少了兩者間的出現(xiàn)連接，有效提高了磁傳感器的集成度，簡(jiǎn)化了裝置結(jié)構(gòu)，提高了檢測(cè)效率。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述交直變換處理采用均方根檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦交流信號(hào)的均方根值檢測(cè)，處理后的直流信號(hào)滿足下述公式：

其中，所述signal_rms為所述直流信號(hào)，signal_orignal為所述正弦交流信號(hào)，nt為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)；

所述一階差分變換操作滿足下述公式：

signal_different＝signal_rms(i+1)-signal_rms(i)，

其中，signal_different為所述變換后的差分信號(hào)，signal_rms(i+1)和signal_rms(i)分別為同一檢測(cè)通道的相鄰掃描點(diǎn)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：構(gòu)建模塊，用于通過對(duì)已知輪廓缺陷的差分信號(hào)訓(xùn)練構(gòu)建所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為各通道的磁信號(hào)為所述變換后的差分信號(hào)，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出為所述缺陷輪廓參數(shù)，其中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為誤差反向傳播bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或小波基wbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法的流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法的流程圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的激勵(lì)線圈與檢測(cè)陣列的剖視示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的渦旋式平面激勵(lì)線圈的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的同心環(huán)式磁旋陣檢測(cè)陣列的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圓形pcb電路上信號(hào)處理模塊劃分示意圖；

圖7為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的缺陷成像結(jié)果示意圖；

圖8為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的缺陷成像結(jié)果示意圖；

圖9為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置，首先將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法的流程圖。

如圖1所示，該鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法包括以下步驟：

在步驟s101中，獲取被測(cè)鋼板的特性參數(shù)，特性參數(shù)包括鋼板厚度、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率，并確定檢測(cè)激勵(lì)源的最佳激勵(lì)頻率。

可以理解的是，如圖2所述，步驟s1：獲取被測(cè)鋼板的特性參數(shù)，其包括但不限于鋼板厚度、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率，確定檢測(cè)激勵(lì)源的最佳激勵(lì)頻率fbest。其中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，最佳激勵(lì)頻率fbest滿足下述公式：

fbest＝1/(πμσh²)，

式中，μ為鋼板的磁導(dǎo)率，σ為鋼板的電導(dǎo)率，h為鋼板厚度。

在步驟s102中，在渦旋式平面線圈中通入最佳激勵(lì)頻率的正弦交變電流，以激發(fā)正弦交流磁場(chǎng)，并在渦旋式平面線圈下方的被測(cè)鋼板中感應(yīng)出交變的渦旋電流。

也就是說，如圖2所示，步驟s2：使用渦旋式平面線圈激發(fā)正弦交流磁場(chǎng)，在平面線圈下方的鋼板中感應(yīng)出交變的渦旋電流。其中，渦旋式平面線圈可以采用固定外徑的渦旋式線圈繞制，布置在鋼板被檢測(cè)區(qū)域上方，在線圈中通入最佳激勵(lì)頻率的正弦交變電流，用于激發(fā)正弦交變磁場(chǎng)。

在步驟s103中，通過磁傳感器陣列采集被測(cè)鋼板被檢測(cè)區(qū)域附近的感應(yīng)交變磁信號(hào)。

其中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，磁傳感器陣列布置于被檢測(cè)區(qū)域上方和渦旋式平面線圈下方，且磁傳感器陣列布與激勵(lì)線圈在被測(cè)鋼板上方沿水平方向行進(jìn)，并等間距掃描，且磁傳感器陣列布置為周向一致且徑向等間距的同心環(huán)式磁旋陣，其最外圈磁傳感器環(huán)的直徑不超過渦旋線圈的最大直徑，其中，磁傳感器陣列的磁傳感器采集到的交變信號(hào)為二維磁信號(hào)，二維磁信號(hào)包括沿渦旋線圈行進(jìn)方向的水平磁分量和垂直于渦旋線圈的垂直磁分量。

具體地，如圖2所示，步驟s3：使用磁傳感器陣列采集鋼板被檢測(cè)區(qū)域附近的感應(yīng)交變磁信號(hào)，磁傳感器陣列布置于鋼板被測(cè)區(qū)域上方，渦旋式平面線圈下方，且檢測(cè)陣列與激勵(lì)線圈在鋼板上方沿水平方向行進(jìn)，并等間距掃描。其中，磁傳感器陣列布置為周向一致，徑向等間距的同心環(huán)式磁旋陣，其最外圈磁傳感器環(huán)的直徑不超過渦旋線圈的最大直徑。磁傳感器采集到的交變信號(hào)為二維磁信號(hào)，分別是沿渦旋線圈行進(jìn)方向的水平磁分量，和垂直于渦旋線圈的垂直磁分量。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用渦旋式平面線圈和周向一致的同心環(huán)式磁旋陣，使得檢測(cè)激勵(lì)裝置可以旋轉(zhuǎn)任意角度進(jìn)行檢測(cè)，保持較高的一致性和檢測(cè)貼合度，避免了在檢測(cè)過程中由于檢測(cè)裝置的移動(dòng)而造成的偏轉(zhuǎn)誤差，并且由于檢測(cè)部件與激勵(lì)信號(hào)在檢測(cè)平面中呈現(xiàn)的周向一致性，其在檢測(cè)平面上的檢測(cè)信號(hào)也具備周向一致特性，因此僅需要對(duì)垂直于渦旋線圈和沿渦旋線圈行進(jìn)方向兩個(gè)方向上的磁場(chǎng)信號(hào)分量進(jìn)行檢測(cè)，相比于現(xiàn)有的對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)三個(gè)方向均進(jìn)行檢測(cè)分析的方法，本發(fā)明實(shí)施例在保證檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量和檢測(cè)信息量的前提下，有效降低了傳感器數(shù)量和檢測(cè)數(shù)據(jù)的冗余度。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，磁傳感器陣列與信號(hào)處理電路均以圓形pcb板為載體，其中，圓形pcb板采用雙面布線方式，下層布置磁傳感器陣列，上層布置信號(hào)處理電路。

可以理解的是，磁傳感器陣列和信號(hào)處理電路均可以以圓形pcb板為載體，圓形pcb板可以采用雙面布線方式，下層布置磁傳感器陣列，上層布置信號(hào)處理電路。具體地，例如將圓形pcb板按等角度劃分為多個(gè)扇環(huán)形信號(hào)處理子模塊，分別負(fù)責(zé)各劃分區(qū)域?qū)?yīng)的扇環(huán)中的磁傳感器陣列的信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)信號(hào)并行處理。將處理后的信號(hào)匯集至圓心處的信號(hào)集總處理模塊統(tǒng)一處理。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用pcb板雙面布線方式，將磁傳感器陣列和信號(hào)處理電路合理布置于同一pcb板中，大大減少了兩者間的出現(xiàn)連接，有效提高了磁傳感器的集成度，簡(jiǎn)化了裝置結(jié)構(gòu)，提高了檢測(cè)效率。

在步驟s104中，通過信號(hào)處理電路對(duì)感應(yīng)交變磁信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、交直變換處理，并對(duì)處理后的感應(yīng)交變磁信號(hào)進(jìn)行一階差分變換操作，以得到變換后的差分信號(hào)。

其中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，交直變換處理采用均方根檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦交流信號(hào)的均方根值檢測(cè)，處理后的直流信號(hào)滿足下述公式：

其中，signal_rms為直流信號(hào)，signal_orignal為正弦交流信號(hào)，nt為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。

可以理解的是，如圖2所示，步驟s4：通過信號(hào)處理電路對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、交直變換處理，并對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行一階差分變換操作，得到變換后的差分信號(hào)。其中，處理方式在此不做具體限定，例如交直變換處理可以采用均方根檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦交流信號(hào)signal_orignal的均方根值檢測(cè)，處理后的直流信號(hào)signal_rms滿足下述公式：

其中，nt為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一階差分變換操作滿足下述公式：

signal_different＝signal_rms(i+1)-signal_rms(i)，

其中，signal_different為變換后的差分信號(hào)，signal_rms(i+1)和signal_rms(i)分別為同一檢測(cè)通道的相鄰掃描點(diǎn)。

可以理解的是，如圖2所示，一階差分變換操作可以有很多種，例如滿足下述公式：

signal_different＝signal_rms(i+1)-signal_rms(i)，

其中，signal_different為變換后的差分信號(hào)，signal_rms(i+1)和signal_rms(i)分別為同一檢測(cè)通道的相鄰掃描點(diǎn)。

在步驟s105中，判斷差分信號(hào)是否小于預(yù)設(shè)閾值，其中，如果是，則判定不存在缺陷，繼續(xù)進(jìn)行下一檢測(cè)區(qū)域的掃描，否則判定存在缺陷，則提取區(qū)域信號(hào)進(jìn)行下一步缺陷分析。

也就是說，如圖2所示，步驟s5：比較得到的差分信號(hào)s與設(shè)定的閾值δ，若s<δ，則判定該檢測(cè)區(qū)域不存在缺陷，繼續(xù)進(jìn)行下一檢測(cè)區(qū)域的掃描；若s≥δ，則判定該檢測(cè)區(qū)域存在缺陷，則提取該區(qū)域信號(hào)進(jìn)行下一步缺陷分析。

需要說明的是，預(yù)設(shè)閾值即設(shè)定的閾值δ可以根據(jù)由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，在此不作具體限制。

在步驟s106中，將提取的區(qū)域信號(hào)輸入構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行缺陷逆向反演，以得到缺陷輪廓參數(shù)。

即言，如圖2所示，步驟s6：將提取的區(qū)域信號(hào)輸入構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行缺陷逆向反演，得到缺陷的輪廓參數(shù)。

另外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的方法還包括：通過對(duì)已知輪廓缺陷的差分信號(hào)訓(xùn)練構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為各通道的磁信號(hào)為變換后的差分信號(hào)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出為缺陷輪廓參數(shù)，其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為誤差反向傳播bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或小波基wbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

也就是說，在本發(fā)明的實(shí)施例中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是事先通過對(duì)已知輪廓缺陷的差分信號(hào)訓(xùn)練構(gòu)建的，模型的輸入為各通道的磁信號(hào)經(jīng)過步驟s4變換后得到的差分信號(hào)，模型的輸出為缺陷的輪廓參數(shù)。需要說明的是，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可以采用但不限于bp(誤差反向傳播)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、rbf(徑向基)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和wbf(小波基)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。

在步驟s107中，根據(jù)缺陷輪廓參數(shù)繪制缺陷輪廓，實(shí)現(xiàn)成像。

即言，如圖2所示，步驟s7：根據(jù)缺陷輪廓參數(shù)，繪制缺陷輪廓，實(shí)現(xiàn)成像。本發(fā)明實(shí)施例可以通過對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、交直變換和一階差分變換等處理操作，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行輪廓反演成像，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板缺陷的有效檢測(cè)成像。

下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法得工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，結(jié)合圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的方法包括以下步驟：

步驟s1：對(duì)一塊鋼板進(jìn)行缺陷檢測(cè)，該鋼板的鋼板厚度l＝10mm，磁導(dǎo)率為σ＝28×4π×10^-7h/m，電導(dǎo)率μ＝2×10⁷s/m，根據(jù)最佳激勵(lì)頻率計(jì)算公式fbest＝1/(πμσh²)，可計(jì)算得到對(duì)于該鋼板的最佳激勵(lì)頻率為4.5khz，并采用該頻率作為本實(shí)施例的檢測(cè)頻率。

步驟s2：使用渦旋式平面線圈激發(fā)正弦交流磁場(chǎng)，在平面線圈下方的鋼板中感應(yīng)出交變的渦旋電流。其中渦旋式平面線圈采用固定外徑為104mm，內(nèi)徑為10mm的渦旋式pcb(印刷電路板)線圈，線徑為1mm²，相鄰兩匝導(dǎo)線的間距為1.5mm，激勵(lì)線圈的繞制形式可由其剖視圖(如圖3所示)和俯視結(jié)構(gòu)示意圖(如圖4所示)體現(xiàn)，激勵(lì)線圈布置在鋼板被檢測(cè)區(qū)域上方。并在線圈中通入最佳激勵(lì)頻率為4.5khz的正弦交變電流，可在空間中激發(fā)出同頻率的正向交變磁場(chǎng)，進(jìn)而在鋼板中感應(yīng)出于激勵(lì)線圈反方向的感應(yīng)電流。當(dāng)鋼板中存在缺陷時(shí)，缺陷處的感應(yīng)電流將發(fā)生變化，從而引起感應(yīng)磁場(chǎng)的變化，通過對(duì)感應(yīng)磁場(chǎng)的檢測(cè)得到缺陷的相關(guān)信息。

步驟s4：使用磁傳感器陣列采集鋼板被檢測(cè)區(qū)域附近的感應(yīng)交變磁信號(hào)，磁傳感器陣列布置為周向一致，徑向等間距的同心環(huán)式磁旋陣，磁傳感器陣列的排布形式可由其剖視圖(如圖3所示)和俯視結(jié)構(gòu)示意圖(如圖5所示)體現(xiàn)，最外圈磁傳感器環(huán)的直徑為100毫米。磁傳感器陣列布置于鋼板被測(cè)區(qū)域上方，渦旋式平面線圈下方。磁傳感器采集到的交變信號(hào)為二維磁信號(hào)，分別是沿渦旋線圈行進(jìn)方向的水平磁分量，和垂直于渦旋線圈的垂直磁分量。檢測(cè)陣列與激勵(lì)線圈在鋼板上方沿水平方向行進(jìn)，并等間距掃描，掃描間距為1.5毫米。

步驟s4：通過信號(hào)處理電路對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、交直變換處理，并對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行一階差分變換操作，得到變換后的差分信號(hào)。磁傳感器陣列和信號(hào)處理電路均以圓形pcb板為載體，圓形pcb板采用雙面布線方式，下層布置磁傳感器陣列，上層布置信號(hào)處理電路。將圓形pcb板按照每45度劃分，共分為八個(gè)扇環(huán)形信號(hào)處理子模塊(如圖6所示)，分別負(fù)責(zé)各劃分區(qū)域?qū)?yīng)的扇環(huán)中的磁傳感器陣列的信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)信號(hào)并行處理，并將處理后的信號(hào)匯集至圓心處的信號(hào)集總處理模塊統(tǒng)一處理。

其中，交直變換處理采用均方根檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦交流信號(hào)signal_orignal的均方根值檢測(cè)，處理后的直流信號(hào)signal_rms滿足下述公式：

其中，nt為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。

對(duì)處理后的直流信號(hào)進(jìn)行一階差分變換操作，差分變換操作滿足下述公式：

signal_different＝signal_rms(i+1)-signal_rms(i)，

其中，signal_different為變換后的差分信號(hào)，signal_rms(i+1)和signal_rms(i)分別為同一檢測(cè)通道的相鄰掃描點(diǎn)。

步驟s5：設(shè)定閾值δ＝20×10^-6t，將得到的差分信號(hào)s與設(shè)定的閾值δ進(jìn)行比較，若s<δ，則判定該檢測(cè)區(qū)域不存在缺陷，繼續(xù)進(jìn)行下一檢測(cè)區(qū)域的掃描；若s≥δ，則判定該檢測(cè)區(qū)域存在缺陷，則提取該區(qū)域信號(hào)進(jìn)行下一步缺陷分析。

步驟s6：將提取的區(qū)域信號(hào)輸入構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行缺陷逆向反演，得到缺陷的輪廓參數(shù)。這里的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是事先對(duì)50個(gè)已知輪廓缺陷的差分信號(hào)訓(xùn)練構(gòu)建的，模型的輸入為各通道的磁信號(hào)經(jīng)過步驟s4變換后得到的差分信號(hào)，模型的輸出為缺陷的輪廓參數(shù)。采用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為rbf(徑向基)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

步驟s7：根據(jù)缺陷輪廓參數(shù)，繪制缺陷輪廓，實(shí)現(xiàn)成像。圖7為對(duì)鋼板上一個(gè)長(zhǎng)寬深為30mm×20mm×5mm的矩形缺陷檢測(cè)成像的結(jié)果示意圖。可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的方法可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板缺陷的成像檢測(cè)。

在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的方法包括以下步驟：

步驟1：在本發(fā)明的一個(gè)示例中，對(duì)一塊鋼板進(jìn)行缺陷檢測(cè)，該鋼板的厚度l＝8mm，磁導(dǎo)率為σ＝28×4π×10^-7h/m，電導(dǎo)率μ＝2×10⁷s/m，根據(jù)最佳激勵(lì)頻率計(jì)算公式fbest＝1/(πμσh²)，可計(jì)算得到對(duì)于該鋼板的最佳激勵(lì)頻率為7.0khz，并采用該頻率作為本實(shí)施例的檢測(cè)頻率。

步驟2：使用渦旋式平面線圈激發(fā)正弦交流磁場(chǎng)，在平面線圈下方的鋼板中感應(yīng)出交變的渦旋電流。其中渦旋式平面線圈采用固定外徑為104mm，內(nèi)徑為10mm的渦旋式pcb(印刷電路板)線圈，線徑為1mm²，相鄰兩匝導(dǎo)線的間距為1.5mm，激勵(lì)線圈的繞制形式可由其剖視圖(如圖3所示)和俯視結(jié)構(gòu)示意圖(如圖4所示)體現(xiàn)，激勵(lì)線圈布置在鋼板被檢測(cè)區(qū)域上方。并在線圈中通入最佳激勵(lì)頻率為7.0khz的正弦交變電流，可在空間中激發(fā)出同頻率的正向交變磁場(chǎng)，進(jìn)而在鋼板中感應(yīng)出于激勵(lì)線圈反方向的感應(yīng)電流。當(dāng)鋼板中存在缺陷時(shí)，缺陷處的感應(yīng)電流將發(fā)生變化，從而引起感應(yīng)磁場(chǎng)的變化，通過對(duì)感應(yīng)磁場(chǎng)的檢測(cè)得到缺陷的相關(guān)信息。

步驟3：使用磁傳感器陣列采集鋼板被檢測(cè)區(qū)域附近的感應(yīng)交變磁信號(hào)，磁傳感器陣列布置為周向一致，徑向等間距的同心環(huán)式磁旋陣，磁傳感器陣列的排布形式可由其剖視圖(如圖3所示)和俯視結(jié)構(gòu)示意圖(如圖5所示)體現(xiàn)，最外圈磁傳感器環(huán)的直徑為100毫米。磁傳感器陣列布置于鋼板被測(cè)區(qū)域上方，渦旋式平面線圈下方。磁傳感器采集到的交變信號(hào)為二維磁信號(hào)，分別是沿渦旋線圈行進(jìn)方向的水平磁分量，和垂直于渦旋線圈的垂直磁分量。檢測(cè)陣列與激勵(lì)線圈在鋼板上方沿水平方向行進(jìn)，并等間距掃描，掃描間距為1.5毫米。

步驟4：通過信號(hào)處理電路對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、交直變換處理，并對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行一階差分變換操作，得到變換后的差分信號(hào)。磁傳感器陣列和信號(hào)處理電路均以圓形pcb板為載體，圓形pcb板采用雙面布線方式，下層布置磁傳感器陣列，上層布置信號(hào)處理電路。將圓形pcb板按照每60度劃分，共分為六個(gè)扇環(huán)形信號(hào)處理子模塊，分別負(fù)責(zé)各劃分區(qū)域?qū)?yīng)的扇環(huán)中的磁傳感器陣列的信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)信號(hào)并行處理，并將處理后的信號(hào)匯集至圓心處的信號(hào)集總處理模塊統(tǒng)一處理。

其中，交直變換處理采用均方根檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦交流信號(hào)signal_orignal的均方根值檢測(cè)，處理后的直流信號(hào)signal_rms滿足下述公式：

其中，nt為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。

對(duì)處理后的直流信號(hào)進(jìn)行一階差分變換操作，差分變換操作滿足下述公式：

signal_different＝signal_rms(i+1)-signal_rms(i)，

其中，signal_different為變換后的差分信號(hào)，signal_rms(i+1)和signal_rms(i)分別為同一檢測(cè)通道的相鄰掃描點(diǎn)。

步驟5：設(shè)定閾值δ＝20×10^-6t，將得到的差分信號(hào)s與設(shè)定的閾值δ進(jìn)行比較，若s<δ，則判定該檢測(cè)區(qū)域不存在缺陷，繼續(xù)進(jìn)行下一檢測(cè)區(qū)域的掃描；若s≥δ，則判定該檢測(cè)區(qū)域存在缺陷，則提取該區(qū)域信號(hào)進(jìn)行下一步缺陷分析。

步驟6：將提取的區(qū)域信號(hào)輸入構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行缺陷逆向反演，得到缺陷的輪廓參數(shù)。這里的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是事先對(duì)45個(gè)已知輪廓缺陷的差分信號(hào)訓(xùn)練構(gòu)建的，模型的輸入為各通道的磁信號(hào)經(jīng)過步驟s4變換后得到的差分信號(hào)，模型的輸出為缺陷的輪廓參數(shù)。采用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為wbf(小波基)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

步驟7：根據(jù)缺陷輪廓參數(shù)，繪制缺陷輪廓，實(shí)現(xiàn)成像。圖8為對(duì)鋼板上一個(gè)直徑為30mm，深度為5mm的弧面缺陷檢測(cè)成像的結(jié)果示意圖?？梢钥闯?，本發(fā)明實(shí)施例的方法可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板缺陷的成像檢測(cè)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法，結(jié)合了渦流檢測(cè)無需耦合介質(zhì)、激勵(lì)方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，以及漏磁檢測(cè)對(duì)被測(cè)試件清潔度要求低，采集信息量大，易于實(shí)現(xiàn)缺陷識(shí)別量化的優(yōu)點(diǎn)，以渦流檢測(cè)中的渦流線圈作為激勵(lì)源，基于電磁感應(yīng)原理和電流的磁效應(yīng)原理，檢測(cè)被測(cè)試件處的感應(yīng)磁場(chǎng)變化信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的成像檢測(cè)，且采用渦旋式平面線圈和周向一致的同心環(huán)式磁旋陣，使得檢測(cè)激勵(lì)裝置可以旋轉(zhuǎn)任意角度進(jìn)行檢測(cè)，保持較高的一致性和檢測(cè)貼合度，避免了在檢測(cè)過程中由于檢測(cè)裝置的移動(dòng)而造成的偏轉(zhuǎn)誤差。并且由于檢測(cè)部件與激勵(lì)信號(hào)在檢測(cè)平面中呈現(xiàn)的周向一致性，其在檢測(cè)平面上的檢測(cè)信號(hào)也具備周向一致特性，因此僅需要對(duì)垂直于渦旋線圈和沿渦旋線圈行進(jìn)方向兩個(gè)方向上的磁場(chǎng)信號(hào)分量進(jìn)行檢測(cè)，相比于現(xiàn)有的對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)三個(gè)方向均進(jìn)行檢測(cè)分析的方法，在保證檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量和檢測(cè)信息量的前提下，有效降低了傳感器數(shù)量和檢測(cè)數(shù)據(jù)的冗余度，并且采用pcb板雙面布線方式，將磁傳感器陣列和信號(hào)處理電路合理布置于同一pcb板中，大大減少了兩者間的出現(xiàn)連接，有效提高了磁傳感器的集成度，簡(jiǎn)化了裝置結(jié)構(gòu)，提高了檢測(cè)效率，從而通過對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、交直變換和一階差分變換等處理操作，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行輪廓反演成像，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼板缺陷的有效檢測(cè)成像，實(shí)現(xiàn)通過同心環(huán)式磁旋陣檢測(cè)陣列進(jìn)行缺陷檢測(cè)的目的，從而實(shí)現(xiàn)鋼板缺陷的高精度檢測(cè)，提高檢測(cè)的精確度，且提高缺陷成像效果，簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。

其次參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)裝置。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖9所示，該鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)裝置10包括：前處理模塊100、激勵(lì)模塊200、采集模塊300、處理模塊400、判斷模塊500和成像模塊600。

其中，前處理模塊100用于提前獲取被測(cè)鋼板的特性參數(shù)，特性參數(shù)包括鋼板厚度、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率，并確定檢測(cè)激勵(lì)源的最佳激勵(lì)頻率。激勵(lì)模塊200用于在渦旋式平面線圈中通入最佳激勵(lì)頻率的正弦交變電流，以激發(fā)正弦交流磁場(chǎng)，并在渦旋式平面線圈下方的被測(cè)鋼板中感應(yīng)出交變的渦旋電流。采集模塊300用于通過磁傳感器陣列采集被測(cè)鋼板被檢測(cè)區(qū)域附近的感應(yīng)交變磁信號(hào)。處理模塊400用于通過信號(hào)處理電路對(duì)感應(yīng)交變磁信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、交直變換處理，并對(duì)處理后的感應(yīng)交變磁信號(hào)進(jìn)行一階差分變換操作，以得到變換后的差分信號(hào)。判斷模塊500用于判斷差分信號(hào)是否小于預(yù)設(shè)閾值，其中，當(dāng)小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，判定不存在缺陷，繼續(xù)進(jìn)行下一檢測(cè)區(qū)域的掃描，否則判定存在缺陷，則提取區(qū)域信號(hào)進(jìn)行下一步缺陷分析。成像模塊600用于將提取的區(qū)域信號(hào)輸入構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行缺陷逆向反演，以得到缺陷輪廓參數(shù)，并根據(jù)缺陷輪廓參數(shù)繪制缺陷輪廓，實(shí)現(xiàn)成像。本發(fā)明實(shí)施例的裝置10可以采用同心環(huán)式磁旋陣檢測(cè)陣列進(jìn)行缺陷檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)鋼板缺陷的高精度檢測(cè)，提高檢測(cè)的精確度，且提高缺陷成像效果。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，磁傳感器陣列布置于被檢測(cè)區(qū)域上方和渦旋式平面線圈下方，且磁傳感器陣列布與激勵(lì)線圈在被測(cè)鋼板上方沿水平方向行進(jìn)，并等間距掃描，且磁傳感器陣列布置為周向一致且徑向等間距的同心環(huán)式磁旋陣，其最外圈磁傳感器環(huán)的直徑不超過渦旋線圈的最大直徑，其中，磁傳感器陣列的磁傳感器采集到的交變信號(hào)為二維磁信號(hào)，二維磁信號(hào)包括沿渦旋線圈行進(jìn)方向的水平磁分量和垂直于渦旋線圈的垂直磁分量。

其中，采用渦旋式平面線圈和周向一致的同心環(huán)式磁旋陣，使得檢測(cè)激勵(lì)裝置可以旋轉(zhuǎn)任意角度進(jìn)行檢測(cè)，保持較高的一致性和檢測(cè)貼合度，避免了在檢測(cè)過程中由于檢測(cè)裝置的移動(dòng)而造成的偏轉(zhuǎn)誤差，并且由于檢測(cè)部件與激勵(lì)信號(hào)在檢測(cè)平面中呈現(xiàn)的周向一致性，其在檢測(cè)平面上的檢測(cè)信號(hào)也具備周向一致特性，因此僅需要對(duì)垂直于渦旋線圈和沿渦旋線圈行進(jìn)方向兩個(gè)方向上的磁場(chǎng)信號(hào)分量進(jìn)行檢測(cè)，相比于現(xiàn)有的對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)三個(gè)方向均進(jìn)行檢測(cè)分析的方法，本發(fā)明實(shí)施例在保證檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量和檢測(cè)信息量的前提下，有效降低了傳感器數(shù)量和檢測(cè)數(shù)據(jù)的冗余度。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，磁傳感器陣列與信號(hào)處理電路均以圓形pcb板為載體，其中，圓形pcb板采用雙面布線方式，下層布置磁傳感器陣列，上層布置信號(hào)處理電路。

其中，采用pcb板雙面布線方式，將磁傳感器陣列和信號(hào)處理電路合理布置于同一pcb板中，大大減少了兩者間的出現(xiàn)連接，有效提高了磁傳感器的集成度，簡(jiǎn)化了裝置結(jié)構(gòu)，提高了檢測(cè)效率。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，交直變換處理采用均方根檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦交流信號(hào)的均方根值檢測(cè)，處理后的直流信號(hào)滿足下述公式：

其中，signal_rms為直流信號(hào)，signal_orignal為正弦交流信號(hào)，nt為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一階差分變換操作滿足下述公式：

signal_different＝signal_rms(i+1)-signal_rms(i)，

其中，signal_different為變換后的差分信號(hào)，signal_rms(i+1)和signal_rms(i)分別為同一檢測(cè)通道的相鄰掃描點(diǎn)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：構(gòu)建模塊，用于通過對(duì)已知輪廓缺陷的差分信號(hào)訓(xùn)練構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為各通道的磁信號(hào)為變換后的差分信號(hào)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出為缺陷輪廓參數(shù)，其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為誤差反向傳播bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基rbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或小波基wbf神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

需要說明的是，前述對(duì)鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)方法實(shí)施例的解釋說明也適用于該實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)裝置，此處不再贅述。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鋼板缺陷磁旋陣成像檢測(cè)裝置，結(jié)合了渦流檢測(cè)無需耦合介質(zhì)、激勵(lì)方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，以及漏磁檢測(cè)對(duì)被測(cè)試件清潔度要求低，采集信息量大，易于實(shí)現(xiàn)缺陷識(shí)別量化的優(yōu)點(diǎn)，以渦流檢測(cè)中的渦流線圈作為激勵(lì)源，基于電磁感應(yīng)原理和電流的磁效應(yīng)原理，檢測(cè)被測(cè)試件處的感應(yīng)磁場(chǎng)變化信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的成像檢測(cè)，且采用渦旋式平面線圈和周向一致的同心環(huán)式磁旋陣，使得檢測(cè)激勵(lì)裝置可以旋轉(zhuǎn)任意角度進(jìn)行檢測(cè)，保持較高的一致性和檢測(cè)貼合度，避免了在檢測(cè)過程中由于檢測(cè)裝置的移動(dòng)而造成的偏轉(zhuǎn)誤差。并且由于檢測(cè)部件與激勵(lì)信號(hào)在檢測(cè)平面中呈現(xiàn)的周向一致性，其在檢測(cè)平面上的檢測(cè)信號(hào)也具備周向一致特性，因此僅需要對(duì)垂直于渦旋線圈和沿渦旋線圈行進(jìn)方向兩個(gè)方向上的磁場(chǎng)信號(hào)分量進(jìn)行檢測(cè)，相比于現(xiàn)有的對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)三個(gè)方向均進(jìn)行檢測(cè)分析的方法，在保證檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量和檢測(cè)信息量的前提下，有效降低了傳感器數(shù)量和檢測(cè)數(shù)據(jù)的冗余度，并且采用pcb板雙面布線方式，將磁傳感器陣列和信號(hào)處理電路合理布置于同一pcb板中，大大減少了兩者間的出現(xiàn)連接，有效提高了磁傳感器的集成度，簡(jiǎn)化了裝置結(jié)構(gòu)，提高了檢測(cè)效率，從而通過對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、交直變換和一階差分變換等處理操作，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行輪廓反演成像，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼板缺陷的有效檢測(cè)成像，實(shí)現(xiàn)通過同心環(huán)式磁旋陣檢測(cè)陣列進(jìn)行缺陷檢測(cè)的目的，從而實(shí)現(xiàn)鋼板缺陷的高精度檢測(cè)，提高檢測(cè)的精確度，且提高缺陷成像效果，簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。