[發明專利]一種金屬管道厚度測量方法及系統

有效

• 申請號: 202010216448.2
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111256574B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 毛雪飛;王翔;劉向東;陳振
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06;G06F17/11
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發明涉及一種金屬管道厚度測量方法及系統。所述金屬管道厚度測量方法，包括：獲取各設定管道厚度對應的阻抗?頻率曲線組；根據所有的阻抗?頻率曲線組確定各設定管道厚度的旋轉交叉點；由所有設定管道厚度的旋轉交叉點確定交叉點曲線；根據所述交叉點曲線確定管道厚度與激勵信號頻率值的擬合方程；由所述擬合方程確定待測金屬管道的厚度。本發明利用信號旋轉交叉點實現對管道厚度安全、高效、低成本和高精度的測量。

技術領域

本發明涉及管道厚度測量領域，特別是涉及一種金屬管道厚度測量方法及系統。

背景技術

常見的無損測厚方法有射線法、超聲波法、電渦流檢測法等。射線法在檢測過程中存在較大的安全隱患，若防護不得當則容易對檢測人員的身體造成傷害；超聲波檢測則需要大量耦合劑，且檢測精度相對較低；電渦流檢測在進行管道的在役檢測時，檢測線圈通常是人工手動操作，線圈可能會任意傾斜。由于渦流檢測的靈敏度非常高，因此這種線圈傾斜會嚴重影響管道渦流檢測的結果，降低檢測精度。隨著工業4.0時代的到來，信息化大數據的工業生產對高精度數據的依賴程度會越來越高，而工業對管道安全高效低成本高精度的測厚需求就變得十分迫切起來。

發明內容

本發明的目的是提供一種金屬管道厚度測量方法及系統，利用電渦流無損檢測方法獲取管道的信號旋轉交叉點，利用信號旋轉交叉點實現對管道厚度安全、高效、低成本和高精度的測量。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種金屬管道厚度測量方法，包括：

獲取各設定管道厚度對應的阻抗-頻率曲線組；所述阻抗-頻率曲線組包括多條阻抗-頻率曲線；所述阻抗-頻率曲線為電渦流無損檢測裝置中檢測線圈在設定的垂直仰角下，檢測線圈的相對阻抗增量的虛部值隨激勵信號頻率值變化的曲線；所述阻抗-頻率曲線組中的一條阻抗-頻率曲線對應一個設定的垂直仰角；

根據所有的阻抗-頻率曲線組確定各設定管道厚度的旋轉交叉點；所述旋轉交叉點為設定管道厚度對應的阻抗-頻率曲線組中所有阻抗-頻率曲線的交點；

由所有設定管道厚度的旋轉交叉點確定交叉點曲線；所述交叉點曲線的橫坐標為激勵信號頻率值，所述交叉點曲線的縱坐標為相對阻抗增量的虛部值；

根據所述交叉點曲線確定管道厚度與激勵信號頻率值的擬合方程；

由所述擬合方程確定待測金屬管道的厚度。

可選的，所述由所述擬合方程確定待測金屬管道的厚度，具體包括：

根據所述擬合方程反算得到厚度方程；所述擬合方程為f＝H(T)，所述厚度方程為T＝H'(f)，其中，T為待測管道厚度，f為所述激勵信號頻率值，H'表示H的反算；

獲取待測金屬管道的阻抗-頻率曲線組；

根據所述待測金屬管道的阻抗-頻率曲線組確定待測金屬管道的旋轉交叉點；

確定待測金屬管道的旋轉交叉點對應的頻率值；

將所述待測金屬管道的旋轉交叉點對應的頻率值帶入所述厚度方程得到待測金屬管道的厚度。

可選的，所述獲取各設定管道厚度對應的阻抗-頻率曲線組，具體為：

在所述檢測線圈的設定水平旋轉角和設定提離下，在特定的垂直仰角區間內改變所述檢測線圈的垂直仰角，確定各垂直仰角下的阻抗-頻率曲線，得到設定管道厚度的阻抗-頻率曲線組。

可選的，所述在所述檢測線圈的設定水平旋轉角和設定提離下，在特定的垂直仰角區間內改變所述檢測線圈的垂直仰角，確定各垂直仰角下的阻抗-頻率曲線，得到設定管道厚度的阻抗-頻率曲線組，具體包括：

確定所述檢測線圈的當前設定垂直仰角；