[發(fā)明專利]一種多頻激勵場陣列電磁無損檢測金屬表面裂紋的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810928650.0 | 申請日： | 2018-08-15 |
| 公開（公告）號： | CN108982652B | 公開（公告）日： | 2022-05-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉金海;楊金崎;汪剛;張化光;馬大中;盧森驤;馮健;賈茹;楊鑫 | 申請（專利權(quán)）人： | 東北大學(xué) |
| 主分類號： | G01N27/83 | 分類號： | G01N27/83 |
| 代理公司： | 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109 | 代理人： | 劉曉嵐 |
| 地址： | 110819 遼寧*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 激勵 陣列 電磁 無損 檢測 金屬表面 裂紋 方法 | ||
一種多頻激勵場陣列電磁無損檢測金屬表面裂紋的方法，方法：1)在待測試件的中心位置處生成一個標(biāo)準(zhǔn)缺陷；2)將激勵裝置與待測試件連接，搭建檢測模型；3)在線圈接受激勵的同時進(jìn)行分量的采集，提取出每個數(shù)據(jù)的檢測信號，使用EMD進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解，得到本征模函數(shù)信號；4)根據(jù)分量數(shù)據(jù)特征，實現(xiàn)裂紋缺陷的角度、軸向長度、周向長度以及徑向長度的精準(zhǔn)識別，進(jìn)而換算出缺陷的實際尺寸；本發(fā)明使用纏繞著通電矩形線圈的U型磁軛對待檢構(gòu)件磁化激發(fā)出缺陷漏磁場，實現(xiàn)缺陷上方磁場擾動的信號采集，并對金屬表面缺陷進(jìn)行檢測與識別，提高檢測結(jié)果的可靠性，對于缺陷形狀較復(fù)雜試件的電磁無損檢測具有較強的使用價值。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于金屬損傷的電磁無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多頻激勵場陣列電磁無損檢測金屬表面裂紋的方法。
背景技術(shù)
我國的石油開發(fā)的范圍已經(jīng)邁向海底資源，我國在沿海的海上石油勘探平臺數(shù)量不斷增加。這些平臺每年都要進(jìn)行例行的安全隱患檢測，一般情況下，需要檢測的均為海下鋼架、管道等。普通的檢測方法已經(jīng)不能滿足檢測需要，隨著交變電磁場檢測技術(shù)的出現(xiàn)，這種技術(shù)已經(jīng)被大面積應(yīng)用在海底檢測，但是國外檢測經(jīng)費昂貴，不利于這種技術(shù)的大力發(fā)展，因此研究交變電磁場檢測技術(shù)的理論，推動國內(nèi)交變電磁場技術(shù)的發(fā)展非常有必要。
磁場檢測方法是在金屬材料中施加多頻率耦合的交變磁場，在金屬表面由于集膚效應(yīng)會感應(yīng)出均勻交變電流，并在金屬表面外空間產(chǎn)生交變磁場，當(dāng)鐵磁性材料表面光滑無任何缺陷時，磁感線會均勻分布在周圍；當(dāng)鐵磁性材料表面存在缺陷時，因為磁感線是不會斷開消失的，當(dāng)磁感線經(jīng)過缺陷時會發(fā)生彎曲，部分磁感線繞過或溢出材料表面缺陷處，從而在缺陷邊緣處發(fā)生畸變，形成漏磁場，通過檢測這個磁場信號的畸變，就能確定裂紋信息的角度、寬度、深度與長度。
已知的利用交變磁場檢測裂紋缺陷的技術(shù)，大多是依靠單一的幅值和頻率的激勵源，在檢測裂紋缺陷長度和深度上具有良好的效果，但是對于激勵頻率的變化對于檢測隨機分布裂紋缺陷的靈敏度沒有提及。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種多頻激勵場陣列電磁無損檢測金屬表面裂紋的方法，目的在于利用磁場檢測方法的基本原理，設(shè)計一種金屬損傷的無損檢測和評定方法，從而實現(xiàn)裂紋缺陷角度、寬度、深度與長度的定量測量。
一種多頻激勵場陣列電磁無損檢測金屬表面裂紋的方法，具體步驟如下：
步驟1：在待測試件的中心位置處生成一個長10mm、寬4mm、深3mm、與軸向方向夾角為45°的長方體標(biāo)準(zhǔn)缺陷；
步驟2：將激勵裝置與待測試件連接，在激勵線圈中施加激勵信號，搭建檢測模型，磁軛的中心與缺陷的中心處于相同的水平坐標(biāo)；
步驟3：在線圈接受激勵的同時，在采集點處開始進(jìn)行徑向分量與軸向分量的采集，擾動磁場信號采集完成后，提取出每個數(shù)據(jù)采集位置中軸向分量、徑向分量的10*T(激勵周期)長度的檢測信號，使用EMD對每個數(shù)據(jù)采集點的軸向分量與徑向分量分別進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解，得到本征模函數(shù)信號；
步驟4：根據(jù)每組軸向分量數(shù)據(jù)以及徑向分量的數(shù)據(jù)特征，實現(xiàn)裂紋缺陷的角度、軸向長度、周向長度以及徑向長度的精準(zhǔn)識別：
取t0為第一次勵磁最大時刻，分別將每點采集的數(shù)據(jù)分解得到的IMF1、IMF2、IMF3信號的t0時刻點對應(yīng)的數(shù)據(jù)，重組為兩個n條由m個數(shù)據(jù)點構(gòu)成的信號；
(1)在IMF2信號下，根據(jù)n條軸向分量峰谷值的高度差識別缺陷的徑向長度h：
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