Синтез вихрострумових перетворювачів з об’ємною структурою системи збудження, що реалізує однорідну чутливість в зоні контролю

Abstract

Запропоновано метод нелінійного сурогатного синтезу накладних вихрострумових перетворювачів з об’ємною структурою системи збудження, що забезпечує апріорі заданий однорідний розподіл густини вихрових струмів в зоні контролю об’єкта, де розташовано вимірювальну котушку. Реалізація поставленої задачі досягнута із застосуванням сучасних метаевристичних стохастичних алгоритмів пошуку глобального екстремуму. Для ефективного використання таких алгоритмів попередньо створено метамоделі вихрострумового перетворювача із врахуванням ефекту швидкості, які побудовано за допомогою продуктивної апроксимаційної техніки на основі штучних радіально-базисних нейронних мереж із гаусовою функцією активації. Досягнуто прийнятну точність метамоделей шляхом одночасного застосування технологій декомпозиції області пошуку та множинних нейронних мереж, що побудовані на техніках асоціативних машин із груповими методами отримання рішення. При створенні метамоделей використано багатовимірний комп’ютерний план експерименту з високою гомогенністю на основі безпараметричної адитивної Rd-послідовності Кронекера. Проведено чисельні експерименти щодо визначення розподілу густини вихрових струмів, утвореного синтезованими структурами збудження. Показано переваги використання системи збудження об’ємної структури у порівнянні із класичними та планарними в сенсі збільшення ширини зони контролю, яка характеризується однорідною чутливістю.

A method for nonlinear surrogate synthesis of surface eddy current probes with a volumetric structure of the excitation system was proposed. This method a priori provides a given uniform distribution of eddy current density in the testing object area where the measuring coil is located. The implementation of the task using modern metaeuristic stochastic algorithms for finding the global extremum was achieved. For the effective usage of such algorithms, taking into account the effect of velocity, metamodels of eddy current probe were preliminarily created. They were built using a productive approximation technique based on artificial radial-basis neural networks with a Gaussian activation function. Acceptable accuracy of metamodels was achieved due to the simultaneous application of the search area decomposition technologies and plural neural networks based on the techniques of associative machines with group methods for obtaining a solution. For metamodels creation a multidimensional computer experiment design with high homogeneity was used on the basis of the parameterless additive Rd-Kronecker sequence. Numerical experiments to determine the eddy current density distributions which formed by synthesized excitation structures were carried out. The advantages of using a three-dimensional structure excitation system in comparison with classical and planar ones in terms of increasing the width of the testing zone, which is characterized by uniform sensitivity, were shown