[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于脈沖渦流的缺陷深度檢測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811147005.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109115868B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮健;李銓;汪剛;劉金海;馬大中;張化光;盧森驤;吳振寧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/90
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/90;G01B7/26
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李運(yùn)萍

本發(fā)明提供一種基于脈沖渦流的缺陷深度檢測(cè)裝置及方法，涉及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。具體方法如下：激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生周期脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大模塊之后，加在激勵(lì)線圈兩端；檢測(cè)線圈接收試件上方磁場(chǎng)信號(hào)，轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)后輸出給信號(hào)調(diào)理模塊；信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)模擬電壓信號(hào)進(jìn)行濾波、放大后輸出給A/D轉(zhuǎn)換模塊；A/D轉(zhuǎn)換模塊在采集觸發(fā)模塊控制下進(jìn)行信號(hào)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送入特征參數(shù)辨識(shí)模塊辨識(shí)得到特征參數(shù)，然后送入基于隨機(jī)森林的缺陷深度檢測(cè)模塊，檢測(cè)試件上缺陷的深度信息。本發(fā)明裝置建立的脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)的物理模型，由于考慮了試件上感應(yīng)渦流對(duì)特征參數(shù)的影響，提高了建模精度，減小了缺陷深度的檢測(cè)誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于脈沖渦流的缺陷深度檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著國(guó)內(nèi)外油氣管道的逐步加長(zhǎng)、運(yùn)輸量的逐步加大，油氣管道高效安全的輸送得到了廣泛的重視。由于長(zhǎng)時(shí)間的腐蝕、磨損以及意外的機(jī)械損傷等原因，鐵磁性油氣輸送管道會(huì)形成各種各樣的缺陷。為了防止泄露事故的發(fā)生，有必要利用管道檢測(cè)裝置對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)。渦流檢測(cè)技術(shù)是一種獨(dú)特而低成本的高速大規(guī)模檢測(cè)技術(shù)，有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)；與超聲法和射線法相比,它不需要耦合劑,可以非接觸性測(cè)量,檢測(cè)速度更快；與磁粉法相比,對(duì)磁性和非磁性材料均有效,而且不污染環(huán)境；與滲透法相比,它不需要清洗試件,可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)自動(dòng)化。目前針對(duì)油氣管道缺陷的脈沖渦流檢測(cè)探頭和檢測(cè)方法研究較少，相關(guān)設(shè)備價(jià)格較貴、檢測(cè)精度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于脈沖渦流的缺陷深度檢測(cè)裝置及方法，減小了缺陷深度的檢測(cè)誤差。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一方面，本發(fā)明提供一種基于脈沖渦流的缺陷深度檢測(cè)裝置，包括：激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器、功率放大模塊、激勵(lì)線圈、檢測(cè)線圈、信號(hào)調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、DSP中央處理單元；所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器與功率放大模塊的輸入端相連，功率放大模塊的輸出端與激勵(lì)線圈的兩端相連接，檢測(cè)線圈與激勵(lì)線圈同軸放置，信號(hào)調(diào)理模塊的輸入端與檢測(cè)線圈的輸出端相連，信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與DSP中央處理單元的輸入端相連接；

所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生周期脈沖信號(hào)，將周期性脈沖信號(hào)傳輸至功率放大模塊；

所述功率放大模塊用于對(duì)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的周期脈沖信號(hào)進(jìn)行電壓、電流放大后加到激勵(lì)線圈兩端；

所述激勵(lì)線圈用于通入放大后的周期脈沖信號(hào)，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)；

所述檢測(cè)線圈用于檢測(cè)被測(cè)試件上方的磁場(chǎng)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出至信號(hào)調(diào)理單元；

所述信號(hào)調(diào)理模塊用于對(duì)檢測(cè)線圈上檢測(cè)到的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波、放大后輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元；

所述A/D轉(zhuǎn)換模塊用于將信號(hào)調(diào)理模塊輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)輸出至DSP數(shù)據(jù)處理模塊；

所述DSP中央處理單元包括采集觸發(fā)模塊、特征參數(shù)辨識(shí)模塊、基于隨機(jī)森林的缺陷深度檢測(cè)模塊；所述采集觸發(fā)模塊用于控制A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行電壓的數(shù)/模轉(zhuǎn)換；所述特征參數(shù)辨識(shí)模塊用于提取經(jīng)過(guò)采集觸發(fā)模塊控制后的A/D轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)字電壓信號(hào)，通過(guò)構(gòu)建的脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)的物理模型對(duì)該信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)辨識(shí)，將辨識(shí)后的特征參數(shù)輸出至基于隨機(jī)森林的缺陷深度檢測(cè)模塊；所述基于隨機(jī)森林的缺陷深度檢測(cè)模塊用于將特征參數(shù)辨識(shí)模塊輸出的特征參數(shù)作為輸入，輸出檢測(cè)出試件缺陷的深度信息；

另一方面，本發(fā)明提供一種基于脈沖渦流的缺陷深度檢測(cè)方法，通過(guò)一種基于脈沖渦流的缺陷深度檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

步驟1：用檢測(cè)線圈采集被測(cè)試件上方的磁場(chǎng)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，進(jìn)行濾波放大后，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)；