赵以振，王新华，杨 林，段 宇，王 昌

(北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京 100124)

0 引言

目前，管道内检测技术能够对重特大管线损伤实现有效检测，但过弯道时容易阻塞并且成本极其昂贵[1-2]。管道外检测技术中瞬变电磁法能够检测壁厚减薄、管体裂纹等缺陷，但其信号存在衰减及不连续等问题[3]；地磁检测法基于环境磁场对管道实现被动式损伤检测，但检测信号非常微弱，极易受外界干扰[4]；涡流检测法通过主动施加激励信号的方式增强检测效果，但受趋肤效应限制明显[5]。此外，实际检测过程中探头的晃动、环境的噪声等都会降低管道损伤目标的辨识度，需要采用恰当的信号处理算法进行提取。Q. Song利用小波变换对磁场分量进行分解与重构，识别出高压管道的裂纹缺陷[6]。Y. Huang采用EMD算法对铝合金焊缝中的气孔缺陷进行识别[7]。J. Bosse设计了传感器阵列，采用MUSIC算法确定目标信号源，实现了对平面金属结构中的损伤识别[8]。区别于传统滤波方法，C. B. Wan采用双稳态SR方法转移噪声能量，实现了对磁异常目标信号的提取[9]。

本文提出一种谐波检测方法，激励信号同时具备多种频率成分，并采用高灵敏度隧道磁阻(TMR)矢量传感器阵列对回波信号并行采集。针对管道损伤处信号异常特征，采用变尺度自适应时域随机共振(SR)增强目标信号能量，并通过量子遗传算法(QGA)对系统模型的参数寻优，以实现噪声、系统、信号的最佳协同。利用正交锁相微弱信号放大作用，消除背景激励场，将各矢量分量进行阵列融合实现对管体损伤的识别。……