基于群體融合算法和小波交換的反卷積技術提高無縫不銹鋼管超聲無損檢測分辨率

   為了提高無縫不銹鋼管超聲無損檢測分辨率，提出一種基于群體融合算法和小波變換的廣譜反卷積新技術．在利用小波變換多分辨率分析能力對超聲反射回波信號消噪，并確定超聲反射系數位置集的基礎上，采用群體融合優化算法求出相應位置反射系數的幅值，從而消除畸變小渡的平滑作用，有效改善檢測分辨串，同時，該技術還突破傳統方法僅適合于超聲回波信號為平穩、檢測噪聲為白色以及先驗知識已知的場合應用的局限性．計算機仿真和實驗研究表明，與傳統反卷積技術相比，該方法能極大地提高超聲檢測的分辨宰，并體現出較強的廣諾適應性和魯棒性．

    無縫不銹鋼管在石油化工、鍋爐容器制造等領域起著舉重輕重的作用．為了保證其性能，無縫不銹鋼管在出廠前都要經過嚴格的檢測，超聲波檢測作為無損檢測的主要手段之一，如今在國內外無縫銅管檢測方面占據著重要席位，利用超聲對無縫銅管檢測時，由于超聲探頭接收到的回波信號受到畸變小波的平滑作用以及噪聲的影響，導致檢測時域分辨宰較低．如果鋼管近表面存在缺陷，此時管內外表面回波將與缺陷回波混疊在一起，在這種情況下，無法簡單的從回波信號中辨識出缺陷回波．而近表面缺陷又往往是鋼管在使用過程中出現失效導致事故的主要因素之一．因此，有必要消除反射回波信號中換能器特性，換能器與介質問耦合狀況及噪聲的影響，突出包含待檢對象特性信息的回波信號，提高超聲檢測的分辨率．反卷積技術就是實現這一目的的方法之一．

    目前，已提出許多行之有效的反卷積方法，并在超聲檢測中得到了廣泛的應用．其中應用最成熟的當屬Wiener濾波法，但該方法需對待處理的信號做出滿足廣義平穩過程的假設，而且需要知道反射系數分布函數和畸變小波的相關函數或功率譜（即需要先驗知識），只在較高的信噪比條件下方可得到較理想的反卷積結果，限制了此類方法的適用范圍．為此，本文將粒子群蟻群融合算法和小波變換多分辨分析能力運用到反卷積技術中，發展了一種既具有粒子群算法的全局搜索能力和蟻群算法的局部搜索能力，又具有小波變換空間多分辨率分析特性等優點的反卷積新方法．

    浙江至德鋼業有限公司根據無縫不銹鋼管超聲無損檢測的實際需求，充分利用小波變換多分辨率分析特性和群體融合算法高度并行性、自適應性、收斂速度快等強大的優化計算能力，發展了一種基于小波變換和群體融合算法的反卷積新方法．該方法不僅具有比傳統反卷積技術更高的分辨率改善能力，還表現出較強的普適性，大大提高了無縫不銹鋼管超聲檢測的分辨率，并且有望進一步推動超聲無損檢測技術更可靠和更廣泛地應用。