[發明專利]電磁多場耦合缺陷綜合檢測評價方法及裝置

有效

• 申請號: 201810711896.2
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108828059B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 黃松嶺;趙偉;王珅;于歆杰;彭麗莎;鄒軍;汪芙平;董甲瑞;桂林;龍躍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83;G01N27/90
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種電磁多場耦合缺陷綜合檢測評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：對待測管道進行多場耦合磁化，其中，所述對待測管道進行多場耦合磁化，進一步包括：采用永磁體或直流線圈提供飽和直流磁化場，同時采用交流線圈提供高頻交流磁化場，其中，交流磁化方向沿管道徑向，直流磁化方向沿管道軸向；

步驟S2：沿管道軸向勻速前進，以對管道進行缺陷檢測；

步驟S3：對缺陷處的信號進行采集，以得到缺陷處的三維泄漏磁信號和阻抗電信號；

步驟S4：對所述缺陷處的三維泄漏磁信號和阻抗電信號進行預處理；

步驟S5：對預處理后的所述三維泄漏磁信號和阻抗電信號進行解耦分析，以得到解耦后的缺陷漏磁信號和渦流阻抗電信號；

步驟S6：對所述解耦后的渦流阻抗電信號進行阻抗分析，并根據所述渦流阻抗電信號的相位角進行缺陷類型區分，以區分出腐蝕缺陷和裂紋缺陷；以及

步驟S7：對所述解耦后的缺陷漏磁信號進行量化分析，并采用神經網絡缺陷量化方法對缺陷的尺寸進行量化評價。

2.根據權利要求1所述的電磁多場耦合缺陷綜合檢測評價方法，其特征在于，其中，所述高頻交流激勵頻率在20-100kHz范圍內。

3.根據權利要求1所述的電磁多場耦合缺陷綜合檢測評價方法，其特征在于，所述對缺陷處的信號進行采集，進一步包括：

采集空間磁場沿管道軸向、周向和徑向的泄漏磁場強度。

4.根據權利要求1所述的電磁多場耦合缺陷綜合檢測評價方法，其特征在于，解耦公式為：

其中，B′_x、B′_y、B′_z表示解耦后的三維泄漏磁信號，E′分別表示解耦后的電信號，x、y、z分別表示沿著管道軸向、周向和徑向方向，ω和分別表示交流激勵信號的頻率和初相角，n和s分別表示檢測線圈的匝數和面積，為微分算子，B_x、B_y、B_z表示三維泄漏磁信號，E表示阻抗電信號。

5.根據權利要求1所述的電磁多場耦合缺陷綜合檢測評價方法，其特征在于，所述對所述解耦后的渦流阻抗電信號進行阻抗分析，并根據信號的相位角進行缺陷類型區分，進一步包括：

根據所述解耦后的渦流阻抗電信號繪制其阻抗平面圖，并計算信號的相角范圍α，α∈[-90°,90°]，其中，

在-60°<α<60°時，判斷為腐蝕缺陷；

在-90°≤α≤-60°或60°≤α≤90°時，判斷為裂紋缺陷。

6.根據權利要求1所述的電磁多場耦合缺陷綜合檢測評價方法，其特征在于，所述對所述解耦后的缺陷漏磁信號進行量化分析，并采用神經網絡缺陷量化方法對缺陷的尺寸進行量化評價，進一步包括：

采用神經網絡缺陷量化分析方法分別對腐蝕缺陷的泄漏磁信號和裂紋缺陷的泄漏磁信號建立神經網絡量化模型，并輸入為所述解耦后的缺陷漏磁信號，輸出為缺陷的長、寬、深的量化值。

7.一種電磁多場耦合缺陷綜合檢測評價裝置，其特征在于，包括：

多場耦合磁化模塊，用于對待測管道進行多場耦合磁化，其中，所述多場耦合磁化模塊采用永磁體或直流線圈提供飽和直流磁化場，同時采用交流線圈提供高頻交流磁化場，其中，交流磁化方向沿管道徑向，直流磁化方向沿管道軸向；

信號檢測模塊，用于沿管道軸向勻速前進，以對管道進行缺陷檢測；

信號拾取模塊，用于對缺陷處的信號進行采集，以得到缺陷處的三維泄漏磁信號和阻抗電信號；

信號處理模塊，用于對所述缺陷處的三維泄漏磁信號和阻抗電信號進行預處理；

信號分析模塊，用于對預處理后的所述三維泄漏磁信號和阻抗電信號進行解耦分析，以得到解耦后的缺陷漏磁信號和渦流阻抗電信號，并對所述解耦后的渦流阻抗電信號進行阻抗分析，并根據所述渦流阻抗電信號的相位角進行缺陷類型區分，以區分出腐蝕缺陷和裂紋缺陷，以及對所述解耦后的缺陷漏磁信號進行量化分析，并采用神經網絡缺陷量化方法對缺陷的尺寸進行量化評價。