[發明專利]一種消除提離效應的脈沖渦流檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201310262607.2
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103336049A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 于亞婷;田貴云;晏越;杜平安
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于無損檢測技術領域，具體涉及一種消除提離效應的脈沖渦流檢測方法及裝置的設計。

背景技術

脈沖渦流檢測技術是渦流檢測的一個新的應用領域，它以測得的磁場最大值出現的時間來確定缺陷位置，從而實現了缺陷的無損檢測和定量化描述。該技術常用于飛機機身結構及發動機的安全檢測、核動力設施中的蒸汽管道及石油、天然氣等運輸管道的可靠性檢測，各種板、棒、管等金屬零件生產過程中的質量監控等。脈沖渦流無損檢測技術一改傳統渦流檢測、多頻渦流檢測和掃頻渦流檢測中采用正弦信號激勵線圈的方式，采用具有一定占空比的脈沖信號激勵線圈。因為脈沖信號可表示為直流成分、基波和一系列奇次諧波的總和，因此通過脈沖激勵產生的電磁信號載有更豐富的特征信息。

根據渦流檢測原理，當載有脈沖信號的線圈探頭靠近金屬導體時會在導體內部感應出渦流，任何導致渦流發生改變的因素都會影響檢測結果。由于線圈和被測體間的互感系數隨探頭線圈到被測體表面的提離的增大而迅速減小，被測體中的渦流密度也隨提離的微小變化而發生顯著變化，這種效應稱為提離效應。被測體表面的涂層厚度、不規則的被測體表面、操作者的微小移動及被測體的熱脹冷縮都會引起提離變化，從而掩蓋真實的檢測信息。因此，抑制和消除提離干擾一直是脈沖渦流檢測技術研究中非常重要的一個環節。

在工業實際運用時，當探頭在試件進行掃描的過程中，由于結構的不平整性等其他原因在掃描的過程中產生提離，提離效應產生的信號可能淹沒有效信號，通過采用新的探頭設計或者先進的信號處理軟件算法消除提離效應成為目前的研究熱點。

針對該問題，J﹒漢森和X﹒喬提出用于脈沖渦流檢測的自動提離補償，公開號為CN101413923A，已知提離處的參考信號可以用對應的計算的比率參數加權，并從測試信號減去，以補償提離。優選獲得多個參考信號，并且優選確定每個參考信號的最大幅度梯度，識別具有最接近測試信號的最大幅度梯度的對應參考信號，并在相關補償程序中選擇該對應的參考信號，但是該方法存在以下問題：①該方案為了提高檢測精度需要獲得多組參考數據，每次測量都需要測量參考信號，并且參考信號的提離值為已知提離，還要選擇具有最接近測試信號的梯度的參考數據，來確定選擇的參考信號和測試信號之間的差異；②該方法運算比較復雜，還需要對信號進行微分運算來確定梯度；③該方案所使用具有整體的發射器線圈和接收器陣列的探頭，典型的接收器陣列具有16或32個傳感器，裝置比較復雜；④在后續的AD-LOC方法補償程序中還要對提離是否存在進行判斷，確定存在的提離，在確定提離存在以后需要選擇提離參考，計算補償比，從測試數據減去加權的提離參考數據補償提離。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種消除提離效應的脈沖渦流檢測方法及裝置，其能夠消除提離效應對渦流檢測結果的影響，提高檢測精度，并且處理過程簡便。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：一種消除提離效應的脈沖渦流檢測方法，具體包括：

S1、對被測試件在不同的已知缺陷深度位置處獲得不同提離高度下的檢測信號時域曲線并且在被測試件無缺陷位置處獲得無提離高度的參考信號時域曲線，并對檢測信號和參考信號的時域曲線作差分處理和提取特征值處理，獲取差分峰值電壓擬合直線斜率與缺陷深度的關系曲線，具體分步驟包括：

S11、產生頻率和占空比均可調的脈沖激勵信號；

S12、激勵探頭線圈，產生激勵磁場，將探頭線圈置于被測試件上方，獲取不同情況的響應信號的時域曲線，包括：

1、在被測試件無缺陷位置處獲取無提離高度的參考信號的時域曲線；

2、在被測試件至少四處已知缺陷深度A₁、A₂、A₃、A₄處獲取不同提離高度下的檢測信號的時域曲線，所述A₁、A₂、A₃、A₄分別為不同的缺陷深度；

S13、對在已知缺陷深度A₁處獲得的檢測信號的時域曲線與參考信號的時域曲線作差分處理，獲取在已知缺陷深度A₁處不同提離高度下的差分信號曲線；

S14、重復步驟S13，獲取在已知缺陷深度A₂、A₃、A₄處不同提離高度下的差分信號曲線；