[發明專利]基于脈沖渦流的管道裂紋檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 202011637082.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112782273A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 陶建濤;刑景;程啟;曹金鑫
• 申請（專利權）人: 天津因科新創科技有限公司
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90;G01N27/9013
• 代理公司: 天津易企創知識產權代理事務所(普通合伙) 12242
• 代理人: 宋朋飛

1.一種基于脈沖渦流的管道裂紋檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

將包括發射線圈和接收線圈的高精探頭掃過待檢測的管件表面，輸入脈沖方波至高精探頭的發射線圈，通過接收線圈采集管件的復合磁場的多組接收信號，每組接收信號包括多組時窗值；

通過多組接收信號得到信號衰減曲線，篩選信號衰減曲線中的有效數據獲取有效衰減曲線，任選一條有效衰減曲線作為參考曲線，將其余的有效衰減曲線的時窗值與參考曲線的對應的時窗值相除獲得特征曲線；

判斷特征曲線是否存在波谷，若特征曲線存在波谷，則選取該特征曲線的波谷上的電壓最小值，對無缺陷管件表面進行掃描并獲取無缺陷管件的掃描電壓均值，將存在波谷的特征曲線的電壓最小值與所述掃描電壓均值進行相除獲得電壓占比值；

獲取缺陷閾值，根據電壓占比值超過缺陷閾值的特征曲線獲取管件的缺陷。

2.根據權利要求1所述的基于脈沖渦流的管道裂紋檢測方法，其特征在于，所述輸入脈沖方波至高精探頭的激勵線圈，通過接收線圈采集管件的復合磁場的多組接收信號的步驟，包括：

脈沖信號發生器在單片機控制下產生脈沖方波信號，所述脈沖方波信號作用于激勵線圈并產生激發磁場，所述激發磁場作用于待檢管件并產生感應渦流，該感應渦流產生二次感應磁場，所述激發磁場和二次感應磁場在待檢管件處疊加為復合磁場。

3.根據權利要求1所述的基于脈沖渦流的管道裂紋檢測方法，其特征在于：每組接收信號包括31組時窗值，即31組電壓/時間值。

4.根據權利要求3所述的基于脈沖渦流的管道裂紋檢測方法，其特征在于，所述篩選信號衰減曲線中的有效數據獲取有效衰減曲線的步驟包括：

每組接收信號得到一條信號衰減曲線，每條信號衰減曲線包括31組時窗值，刪除信號衰減曲線的前5組無效時窗值，定義信號衰減曲線中曲線斜率為0-1的各組時窗值均為有效時窗值，定義有效時窗值之后的第2組時窗值為最后有效時窗值，刪除信號衰減曲線的最后有效時窗值之后的全部時窗值，刪除了前5組及最后有效時窗值之后的全部時窗值的剩余時窗值組成有效衰減曲線。

5.根據權利要求4所述的基于脈沖渦流的管道裂紋檢測方法，其特征在于，將其余的有效衰減曲線的時窗值與參考曲線的對應的時窗值相除獲得特征曲線的步驟包括：

將其余的有效衰減曲線的時窗值與參考曲線的對應的時窗值相除得到特征值，對特征值進行擬合運算得到特征曲線。

6.根據權利要求5所述的基于脈沖渦流的管道裂紋檢測方法，其特征在于，對特征值進行擬合運算的步驟包括：

定義特征值為X，對X進行擬合運算的方法包括：aX+b或aX²+b或aX³+b或其中，a、b為自然數。

7.根據權利要求1所述的基于脈沖渦流的管道裂紋檢測方法，其特征在于，所述判斷特征曲線是否存在波谷的步驟包括：

獲取特征曲線的實時電壓值與平均電壓值的差值，定義波谷閾值，當實時電壓值與平均電壓值的差值超過波谷閾值則判定特征曲線存在波谷。

8.根據權利要求1所述的基于脈沖渦流的管道裂紋檢測方法，其特征在于，對無缺陷管件表面進行掃描并獲取無缺陷管件的掃描電壓均值的步驟包括：

對無缺陷管件表面進行掃描并獲取復合磁場的多組接收信號，通過多組接收信號獲取特征曲線，根據特征曲線的電壓參數獲取平均電壓值，定義該平均電壓值為掃描電壓均值。

9.根據權利要求1所述的基于脈沖渦流的管道裂紋檢測方法，其特征在于：所述獲取缺陷閾值，根據電壓占比值超過缺陷閾值的特征曲線獲取管件的缺陷位置的步驟包括：

定義缺陷閾值的范圍為電壓占比值為10％-50％；

獲取電壓占比值超過缺陷閾值的特征曲線的電壓波動范圍，獲取該特征曲線中該電壓波動范圍對應的時間波動范圍，該時間波動范圍對應的高精探頭掃過的管件表面的位置即管件缺陷位置。

10.一種基于脈沖渦流的管道裂紋檢測裝置，其特征在于，包括：

信號采集模塊，用于將包括發射線圈和接收線圈的高精探頭掃過待檢測的管件表面，輸入脈沖方波至高精探頭的發射線圈，通過接收線圈采集管件的復合磁場的多組接收信號，每組接收信號包括多組時窗值；

特征曲線模塊，用于通過多組接收信號得到信號衰減曲線，篩選信號衰減曲線中的有效數據獲取有效衰減曲線，任選一條有效衰減曲線作為參考曲線，將其余的有效衰減曲線的時窗值與參考曲線的對應的時窗值相除獲得特征曲線；

電壓占比模塊，用于判斷特征曲線是否存在波谷，若特征曲線存在波谷，則選取該特征曲線的波谷上的電壓最小值，對無缺陷管件表面進行掃描并獲取無缺陷管件的掃描電壓均值，將存在波谷的特征曲線的電壓最小值與所述掃描電壓均值進行相除獲得電壓占比值；

缺陷定位模塊，用于獲取缺陷閾值，根據電壓占比值超過缺陷閾值的特征曲線獲取管件的缺陷位置。