為了滿足X46無縫鋼管在線自動檢測的要求,本文以X46無縫鋼管超聲檢測的可靠性、精確性和高效性為研究目標,采用群體優化算法理論,就X46無縫鋼管超聲檢測的關鍵技術——提高超聲回波信號的信噪比、改善超聲檢測的時域分辨率、自動識別X46無縫鋼管缺陷類型開展了系統的研究,并在此基礎上,完成了一種X46無縫鋼管超聲自動檢測系統的研發。主要研究內容包括: 第一章,論述了加快X46無縫鋼管超聲無損檢測設備自主研發的緊迫性,介紹了超聲無損檢測技術在X46無縫鋼管檢測領域中的典型應用,并對超聲自動檢測的研究現狀及其發展趨勢作了總結概括,指明X46無縫鋼管超聲無損檢測的關鍵技術,確定了本文的研究內容和方向。 第二章,針對現有的超聲回波信號消噪技術應用在X46無縫鋼管在線檢測時所遇到的局限性,本文發展了一種基于模型估計和群體融合算法的消噪技術。利用群體融合算法對超聲目標回波信號模型參數進行估計,成功提取出有用信號。實驗研究結果表明該技術顯著提高了信噪比,且具有較強的泛化能力。

第三章,為了提高X46無縫鋼管超聲檢測分辨率,提出了一種基于群體融合算法和小波變換的反卷積技術。利用小波變換確定超聲反射系數位置集后,引入群體融合算法求解出相應位置反射系數的幅值,完成超聲回波信號的時域反卷積。計算機仿真和實驗研究表明,該方法具有較強的魯棒性和廣譜適應性。 第四章,為了實現X46無縫鋼管缺陷類型的自動識別,在利用復小波變換提取缺陷回波信號特征值的基礎上,采用粒子群聚類分析方法對特征向量進行劃分,從而完成缺陷類型的自動判讀。實驗研究證明了該方法的有效性和可行性。 第五章,設計了X46無縫鋼管超聲自動檢測系統的總體方案,完成了關鍵部件和模塊的研發,實現了系統的集成。實際運行結果表明,該檢測系統能夠滿足X46無縫鋼管在線檢測的要求。 第六章,對本文的研究內容進行了概括總結,明確了未來的主要研究工作和方向。

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