[01711328]基于交流电磁场的机械结构缺陷智能可视化检测系统研发及应用

基于交流电磁场的机械结构缺陷智能可视化检测关键技术研究与应用”针对机械结构物缺陷的智能可视化成像这一技术难题，基于机械结构主要损伤和失效模式以及交流电磁场检测具有非接触、速度快、精度高和提离不敏感的特点，构建了新一代基于交流电磁场的机械结构物缺陷智能可视化检测技术及其应用体系，实现了陆上和海洋环境、大厚度包覆层下金属机械结构物的在役非接触检测和缺陷三维形状智能可视化识别。 首次在交流电磁场检测中引入旋转电磁场理论和激励阵列技术，建立基于正交激励阵列的交流电磁场检测技术理论模型，突破现有交流电磁场检测技术只能实现单一方向裂纹高灵敏度检测的理论瓶颈，实现任意方向缺陷高灵敏度检测；建立基于BP-GA模型的缺陷尺寸高精度定量识别算法和基于有限剖分的缺陷三维形状可视化反演算法，量化精度达到85%；借助海洋电磁学理论，构建水下环境交流电磁场畸变分布理论模型，提出融合相位和信号能量谱特征的缺陷自适应智能判别方法，最小可探测裂纹深度达到0.5mm，稳定检出率(POD)超过90%；基于低频交流电的电容效应，突破大包覆层下金属腐蚀成像检测难题。 基于以上研究，开发了陆上和水下环境结构物缺陷智能可视化检测系统、大包覆层下金属腐蚀成像检测系统等多套检测仪器和系统，申请相关发明专利16项，已授权8项，发表论文30余篇，其中20篇被SCI、EI、ISTP三大检索收录，多项创新性研究成果填补了国内外空白，达到国际领先水平。 该项目的研究成果实现了机械结构物的在役非接触检测、缺陷智能定量识别和缺陷三维可视化成像，已成功用于油管和曲轴工业生产中，替代原有的渗透和磁粉检测技术，提高了生产效率，降低生产成本，3年时间内累计为企业增产5100余万元，新增利润1500余万元。同时，该项目研究成果可以广泛应用于石油石化、航空航天、核电工程、港口码头以及海洋工程等多个技术领域，通过检测提供准确的缺陷可视化信息，具有良好的社会、经济效益和应用前景。