基于群体融合算法和小波交换的反卷积技术提高无缝不锈钢管超声无损检测分辨率

   为了提高无缝不锈钢管超声无损检测分辨率，提出一种基于群体融合算法和小波变换的广谱反卷积新技术．在利用小波变换多分辨率分析能力对超声反射回波信号消噪，并确定超声反射系数位置集的基础上，采用群体融合优化算法求出相应位置反射系数的幅值，从而消除畸变小渡的平滑作用，有效改善检测分辨串，同时，该技术还突破传统方法仅适合于超声回波信号为平稳、检测噪声为白色以及先验知识已知的场合应用的局限性．计算机仿真和实验研究表明，与传统反卷积技术相比，该方法能极大地提高超声检测的分辨宰，并体现出较强的广诺适应性和鲁棒性．

    无缝不锈钢管在石油化工、锅炉容器制造等领域起着举重轻重的作用．为了保证其性能，无缝不锈钢管在出厂前都要经过严格的检测，超声波检测作为无损检测的主要手段之一，如今在国内外无缝铜管检测方面占据着重要席位，利用超声对无缝铜管检测时，由于超声探头接收到的回波信号受到畸变小波的平滑作用以及噪声的影响，导致检测时域分辨宰较低．如果钢管近表面存在缺陷，此时管内外表面回波将与缺陷回波混叠在一起，在这种情况下，无法简单的从回波信号中辨识出缺陷回波．而近表面缺陷又往往是钢管在使用过程中出现失效导致事故的主要因素之一．因此，有必要消除反射回波信号中换能器特性，换能器与介质问耦合状况及噪声的影响，突出包含待检对象特性信息的回波信号，提高超声检测的分辨率．反卷积技术就是实现这一目的的方法之一．

    目前，已提出许多行之有效的反卷积方法，并在超声检测中得到了广泛的应用．其中应用最成熟的当属Wiener滤波法，但该方法需对待处理的信号做出满足广义平稳过程的假设，而且需要知道反射系数分布函数和畸变小波的相关函数或功率谱（即需要先验知识），只在较高的信噪比条件下方可得到较理想的反卷积结果，限制了此类方法的适用范围．为此，本文将粒子群蚁群融合算法和小波变换多分辨分析能力运用到反卷积技术中，发展了一种既具有粒子群算法的全局搜索能力和蚁群算法的局部搜索能力，又具有小波变换空间多分辨率分析特性等优点的反卷积新方法．

    浙江至德钢业有限公司根据无缝不锈钢管超声无损检测的实际需求，充分利用小波变换多分辨率分析特性和群体融合算法高度并行性、自适应性、收敛速度快等强大的优化计算能力，发展了一种基于小波变换和群体融合算法的反卷积新方法．该方法不仅具有比传统反卷积技术更高的分辨率改善能力，还表现出较强的普适性，大大提高了无缝不锈钢管超声检测的分辨率，并且有望进一步推动超声无损检测技术更可靠和更广泛地应用。