论文摘要
耐火材料是一种常用的工业原料,普遍应用于冶金、水泥、玻璃、陶瓷、能源动力等行业和一些尖端科学领域,对国民经济的发展起着重要作用。尤其是近年来钢铁生产行业高速发展,耐火材料使用量越来越大,其质量和寿命直接影响着钢铁行业的安全生产和经济效益。基于声音的无损检测历史悠久,是一种传统有效的质量检验方法,尤其适合对产品内部质量检验,其中的敲击法更由于操作简便、经济实用而得到了广泛的使用。本文采用敲击法来检验烧砖内部质量缺陷,通过烧砖的敲击声音判断烧砖内部是否存在缺陷,并进一步区分缺陷类别。从现场采集到的信号不可避免地包含噪声,采用计算速度快而且准确的无限冲击响应(ⅡR)数字滤波技术进行噪声去除,满足在线检测的实时性要求；其次敲击信号是：一系列间隔的声音,采用近似熵方法判断敲击声音端点得到提取信号,该方法对大幅值脉冲噪声有鲁棒性。提取信号是时域的声音信号,没有明显规律,不能直接判断缺陷。采用welch方法估计其功率谱,利用功率谱中的数据进行缺陷检测。但是功率谱频率跨越范围大,数据太多,不能全部用于检测,而峰值点是信号能量集中的地方,根据声学原理,同一个功率谱的峰值点之间存在相关关系,为此提出主元分析方法针对相关关系进行故障检测,并给出频谱峰值点的提取算法。针对故障情况已知的建模烧砖,在能得到大量正常烧砖信息的情况下,提出主元分析(Principal Component Analysis, PCA)进行内部缺陷检测的方法,利用正常烧砖的峰值点数据建立主元模型、计算统计量控制限进行检测；针对内部缺陷种类较多的情况,在能得到足够缺陷烧砖信息的情况下,提出多主元模型缺陷诊断的方法,利用有内部缺陷的建模烧砖建立多主元模型对烧砖内部缺陷类型进行区分。针对故障情况未知的建模烧砖,提出采用模糊聚类分析获取故障信息的方法,将正常砖和每一种缺陷砖分别看作一个类型,采用模糊聚类分析对建模烧砖进行无指导的分类,得到缺陷类型。针对以上提出的方法进行了试验仿真,得到较好的缺陷检测和诊断效果。