(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110836966.9 (22)申请日 2021.07.23 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113361209 A (43)申请公布日 2021.09.07 (73)专利权人 南昌航空大 学 地址 330063 江西省南昌市丰和南大道696 号 (72)发明人 胡博　罗炜韬　傅萍　王少飞　 蓝希旺　 (74)专利代理 机构 南昌金轩知识产权代理有限 公司 36129 专利代理师 夏军 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01)G06K 9/62(2022.01) G06N 3/08(2006.01) (56)对比文件 CN 109164 491 A,2019.01.08 CN 104062685 A,2014.09.24 CN 108051763 A,2018.0 5.18 Runqiao Yu.Microma gnetic tec hnology for detecti on of carbo n impurity. 《NDT & E Internati onal》 .2014,第62卷 审查员 刘娅 (54)发明名称 一种高温合金表面缺陷磁异常定量分析方 法 (57)摘要 本发明公开了一种高温合金表面缺陷磁异 常定量分析方法， 在天然地磁场环境下， 通过弱 磁检测仪器对高温合金表面 或近表面进行扫查， 采集垂直于试件表面方向磁感应强度的变化并 进行数据处理， 以缺陷磁异常信号的特征值作为 输入值， 对应缺陷的长宽深参数值作为输出值训 练支持向量机模 型， 建立与缺陷参数之间的映射 关系， 采用K折交叉验证方法和遗传算法对支持 向量机核函数参数进行优化， 利用优化后的参数 建立缺陷预测模型， 提高缺陷反演 的精度， 无需 额外激励源即实现对高温合金表面缺陷的定量 分析。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 113361209 B 2022.09.27 CN 113361209 B 1.一种高温合金表面 缺陷磁异常定量分析 方法， 包括如下步骤： S1、 设计4块高温合金试件， 建立高温合金材料缺陷样本库， 并加工制作带有表面缺陷 的试件； S2、 采用带高精度磁传感器的弱磁检测仪器扫描试件进行信号采集， 获得缺陷的原始 检测数据； S3、 采用交叉验证法和遗传算法对支持向量机核函数参数进行优化， 比较两种方法的 预测效果， 获取最佳参数； S4、 采用支持向量机算法对采集的磁信号进行定量评价， 获得缺陷反演模型， 进而预测 缺陷的长 宽深尺寸； 所述交叉验证法对支持向量机预测模型参数进行优化包括以下步骤： (1)将全部训练集S分成k个不相交的子集， 假设S中的训练样例个数为m， 那么每一个子 集有m/k个训练样例， 相应的子集称作 {S1， S2，…， Sk}； (2)每次从分好的子集里面， 拿出一个作为测试集， 其它k ‑1个作为训练集； (3)根据训练集训练出模型或者 假设函数； (4)把这个模型或者 假设函数放到测试集上， 得到预测准确率； 计算k次求得的准确率的平均值， 作为该模型或者 假设函数的真实预测准确率； 所述遗传算法对支持向量机参数进行优化包括以下步骤： (1)选择编码策略， 常用的编码方法有整数编码、 实数编码、 二进制编码和数据结构编 码； 由于实数编码无需进行 数值转换且计算精度高， 本发明选取实数编码作为编码方式； (2)定义合适的适应度函数， 保证适应度函数非负； (3)确定遗传策略， 包括选择群体大小， 选择、 交叉、 变异方法， 以及确定交叉概率、 变异 概率等其它参数； (4)随机初始化 生成群体N， 常用的群 体规模： N ＝20～200； (5)计算群 体中个体位串解码后的适应值； (6)按照遗传策略， 运用选择、 交叉和变异算子作用于群 体， 形成下一代群 体； 判断群体性能是否满足某一个指标； 当完成预定迭代次数时， 若满足则输出最优结果， 不满足则返回步骤(6)， 或者 修改遗传策略再返回步骤(6)。 2.如权利要求1所述的一种高温合金表面 缺陷磁异常定量分析 方法， 其特 征在于： 所述步骤S4中提取试件缺陷磁异常信号的特征值作为输入值， 对应缺陷的长度、 宽度、 深度参数值作为输出值， 训练SVM模型， 使得缺陷磁异常特征量的数据在高维空间可分， 建 立与缺陷参数之间的映射关系。 3.如权利要求1所述的一种高温合金表面 缺陷磁异常定量分析 方法， 其特 征在于： 所述高温合金缺陷的定量化反演问题是一种数据的回归预测问题， 使用均 方误差表示 测试误差为： 其中,yi表示第i次的真实观测值, 表示模型f(x)给 出的第i次观测的预测值； 在回归问题中,平均测试误差表示 为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113361209 B 2其中， k为交叉验证折数， MSEi表示第i次交叉验证时均方误差 。 4.如权利要求1所述的一种高温合金表面 缺陷磁异常定量分析 方法， 其特 征在于： 所述支持向量机算法通过Matlab软件来实现， 最终目的是获得裂纹缺陷的定量尺寸。 5.如权利要求1所述的一种高温合金表面 缺陷磁异常定量分析 方法， 其特 征在于： 所述步骤S1中的试件上的表面 缺陷为槽型缺陷或裂纹。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113361209 B 3