磁记忆检测机理与信号的小波去噪技术的研究

论文摘要

金属磁记忆检测技术是一种对早期损伤进行诊断的一种无损检测方法。通过对铁磁性材料在应力集中处产生的自有漏磁场进行分析,判断铁磁材料的应力集中程度。本文研究了磁记忆检测机理,重点研究了磁记忆检测信号的小波去噪技术。首先,对金属磁记忆检测技术机理和磁记忆检测信号的特征进行系统研究;然后在对小波分析中的三种常用去噪法进行分析,发现传统的阈值去噪法在去噪后会产生伪吉布斯现象,需要对传统阈值法进行了改进。论文中重点分析并编程实现了多尺度平移不变量小波阈值去噪法。对加噪信号进行多尺度平移不变量小波阈值去噪法处理的结果表明:1、多尺度平移不变量小波去噪法中,不同的小波函数对同一信号的处理结果的差别不明显;2、在同一个小波函数下,随着分解级数的增加去噪效果提高;3、多尺度平移不变量小波去噪法消除了伪吉布斯现象,提高了信噪比。本文最终选择多尺度平移不变量小波去噪法作为磁记忆检测信号的去噪手段。论文中还利用小波分析对去噪后的磁记忆检测信号进行连续小波能量变换,分别从尺度—能量和空间—能量两个方面对信号进行分析研究,并进行了仿真研究。仿真实验结果表明:1、改进后的多尺度平移不变量小波阈值去噪法对检测信号的去噪效果优于傅立叶低通滤波器的去噪效果;2、从尺度—能量上对信号的连续小波能量变换可以分析出检测对象是否存在应力集中现象;3、从空间—能量上可以分析出检测对象缺陷的空间位置,而且与过零点位置和梯度最大值位置的误差保持在一个小的范围内,表明利用连续小波能量变换可以实现判断缺陷位置的目的。在磁记忆检测信号处理中应用小波分析的阈值去噪法作为磁记忆检测信号的去噪手段,解决了噪声对信号的干扰,丰富了磁记忆检测信号的分析手段。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 金属磁记忆检测法
• 1.2.1 无损检测技术
• 1.2.2 常用无损检测法
• 1.2.3 金属磁记忆检测法及其特点
• 1.2.4 金属磁记忆检测技术应用与研究现状
• 1.3 无损检测信号处理的研究
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 磁记忆检测原理
• 2.1 磁机械效应
• 2.1.1 磁致伸缩
• 2.1.2 磁弹性效应
• 2.2 磁记忆检测原理
• 2.2.1 微观组织分析
• 2.2.2 地磁场
• 2.2.3 磁记忆检测机理
• 2.3 磁记忆检测信号的特征
• 2.4 本章小结
• 第三章 小波分析
• 3.1 函数空间和基
• 3.1.1 函数空间
• 3.1.2 基
• 3.2 小波变换
• 3.2.1 连续小波变换
• 3.2.2 离散小波变换
• 3.2.3 二进小波变换
• 3.3 多分辨分析与Mallat算法
• 3.3.1 多分辨分析
• 3.3.2 Mallat算法
• 3.4 本章小结
• 第四章 多尺度平移不变量小波去噪法
• 4.1 小波变换去噪法
• 4.1.1 小波变换模极大法的去噪
• 4.1.2 基于各尺度下小波系数相关性进行去噪法
• 4.1.3 小波阈值去噪法
• 4.2 多尺度TI去噪法
• 4.2.1 传统的小波阈值去噪法
• 4.2.2 多尺度TI算法
• 4.2.3 多尺度TI算法的实现
• 4.2.4 多尺度TI算法中不同小波和分解级数对去噪结果的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 磁记忆检测信号的处理
• 5.1 信号处理的相关软件
• 5.2 检测信号的去噪
• 5.3 信号的连续小波变换
• 5.3.1 检测信号特征的提取
• 5.3.2 检测信号的连续小波能量变换
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 研究生期间发表论文
• 附录