仪器仪表学报

作者：高源，张梁，梁政，郑庭

单位：高源,西南石油大学机电工程学院成都610500,,张梁,西南石油大学机电工程学院成都610500,28190729@qq.com,梁政,西南石油大学机电工程学院成都610500,,郑庭,泸州职业技术学院智能制造与汽车工程学院泸州646000,

关键词：涡流热成像;多目标粒子群算法;电磁激励器;无损检测

基金：四川省科技计划（MZGC20240136）、泸州市科技计划（2024JYJ073）、智能制造泸州市重点实验室开放基金（ZZ202405）项目资助

在阶梯式涡流热成像无损检测中，电磁激励器的结构对电磁场与传热场的分布和强度有重要影响。设计了一种集成优化系统并应用于方形电磁激励器结构中，以提高油气储罐或大口径管段体积缺陷的综合检测性能。首先，分析了激励器各结构参数变化对检测性能的影响，通过主成分分析选择累积影响显著的结构参数作为优化变量。采用客观赋权法对9个检测性能指标根据信息量给予权重，得到关于温升，均匀性与检测效率的3个综合指标。然后将由关键结构参数构造关于综合指标的离散优化空间映射到机器学习模型的连续优化空间。利用多目标粒子群算法获得帕累托前沿。最后，根据逼近理想解排序法对最优结构进行排序。优化后的结构与初始结构相比，温升、均匀度和效率指标分别提高了18.88%、2.46%和73.61%。此外，搭建了一套实验系统，验证了优化后的结构检测性能显著优于对比激励器，且能够用于检测钢板厚度为8mm，径厚比>3的缺陷。通过集成优化系统设计的电磁激励器结构，显著提升了阶梯式涡流热成像检测性能，实验验证其对罐体材料内部体积缺陷高效检测能力，为油气储罐及大口径管段体积缺陷检测提供了有效解决方案。

来源：2025年第7期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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