CN102323332A - 在质量未知的测试物体上平衡涡流阵列系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在质量未知的测试物体上平衡涡流阵列系统的方法，其包括步骤：提供已被校准后的涡流阵列探头，使得任何测试物体上的物理缺陷出现在测试结果的阻抗平面的正半部分中；通过向被扫描的测试物体施加测试信号并从其接收测试结果来扫描质量未知的测试物体中的至少一个；通过检查任何测试结果是否出现在阻抗平面的负半部分中来验证各个元件已经针对正确的定位被平衡，其中任何测试结果出现在阻抗平面的负半部分中是各个元件还未被正确地平衡的指示；如果在验证步骤中确定探头未被平衡，则通过调整该探头定位直到其被验证步骤确定为平衡来平衡该探头；以及利用平衡步骤后的阵列来扫描其它测试物体以检测缺陷。该方法消除了基线偏移以及基线漂移。

Description

在质量未知的测试物体上平衡涡流阵列系统的方法

本申请是申请日为2008年4月7日、申请号为200810100330.2且题为“在涡流检验系统中用于纵向缺陷检验的方法和算法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及采用涡流技术的部件检验，并且更具体地，涉及处理来自涡流探头阵列的信号。

背景技术

在整个说明书中，对相关技术的任何描述绝对不应当视为承认这种技术为广泛公知的，或者形成了该领域公知常识的一部分。

涡流检验（inspection）通常用于检测诸如管或钢坯的所制造的部件中的缺陷。一般被称为涡流探头的检验线圈被定位成靠近要检验的工件，并且采用高频交变电流来驱动，该交变电流又在测试件(test piece)表面附近产生交变磁场。该磁场在测试件的导电表面中感应（induce）涡流，该涡流被涡流探头感应并测量。如果缺陷或者瑕疵存在于测试件的表面上，涡流的流动将被改变，并且该变化将很容易被涡流探头检测到。这些电流变化的幅度和位置随后可以被分析并记录，例如，通过测试人员的目视检查或者通过自动报警算法处理，以确定缺陷或者瑕疵的尺寸和位置。涡流阵列系统包括多个检验线圈，布置这些线圈使得有助于特定的检验任务。

单元件和阵列探头涡流检验系统两者都要求探头在扫描前达到平衡，以确保缺陷检测和尺寸估计是准确的。某些不可避免的变化，诸如精确的探头放置，线圈组件之间的制造差异或者环境变量，使得不可能对于给定表面预测涡流探头中的一个或多个线圈感测的准确阻抗读数。平衡是一种过程，通过该过程涡流探头中的每一线圈的参考读数被测量并记录。然后从每一线圈感测的所有的随后测量中减去该参考值，将每一阻抗读数的基线或者零点拉至零。

使涡流探头中线圈平衡的问题复杂化的原因是测试件中逐单元地发生改变。诸如冶金差异或几何变化的某些因素将影响每一测试件的阻抗，并且因此导致对于相同的磁场产生不同的涡流。结果，基线测量将随测试件而偏移。这对于精确检测缺陷并测定其大小是有问题的。

涉及涡流系统中探头平衡的第二个复杂性是通常称为基线漂移的问题。在这种情况下，例如，沿着单个测试件的扫描路径的冶金、几何或者温度的变化导致探头中的每个涡流线圈看到的基线阻抗读数在阻抗平面内漂移。虽然这些阻抗变化通常可以预期并且处于制造工艺的容许公差内，它们可能限制涡流检验系统的灵敏度并妨碍小缺陷的检测。

在现有技术系统中，由测试件变化以及基线漂移引起的这些基线位移利用高通滤波器来消除，该滤波器将消除所测量的涡流信号的DC分量，因此将测试件的零点移动到零，而不管测试件的内在阻抗，并且仅仅通过被测的涡流信号中的波动，该波动相应于缺陷或者瑕疵。高通滤波器的使用是解决这些问题的一种有效方案，但是它也引入了重大的局限性。虽然测量的涡流信号中的简短的波动将通过高通滤波器而相对不发生改变的，相当长的缺陷，诸如可能存在于钢管或钢条上的那些缺陷，将无疑被扭曲。这可能影响准确度，并且在一些情况下，甚至影响缺陷或者瑕疵本身的检测。此外，不论数字实施或者在模拟电路中实施，具有低到足以使用的截止频率的高通滤波器将需要相当多的的资源和/或处理时间。

在美国专利号4218651提出的方法中公开了这样一种方法，其利用固定在测试头内的至少一个涡流探头，这允许一个探头或多个探头围绕测试件旋转。该技术及其变形已经成为标准操作规程 ，并且对于本领域的技术人员而言应当是公知的。利用这种方法，与测试件的纵轴平行的缺陷将被可靠测量，即使采用高通滤波器来处理原始的测量数据。然而，这种方法总是要求复杂的机械装置，这将增加成本并降低测试系统的可靠性并且大大限制检测单元的速度。此外，这种方法仅仅对于圆柱形测试件是有用的。

其它有关的以及背景技术可以在美国专利号3152302，4203069，3906357，4673879，4965519和5371462中找到。上述专利的内容在此引入以供参考。

因此，有利的是提供一种处理来自涡流阵列的信号的方法，其消除了测试件之间的不同基线阻抗以及基线漂移的影响，同时不使实际的缺陷数据失真。而且，如果该方法在机械上可简单实施并且有益于高扫描速率，则是有利的。如果该新方法可应用到具有除了圆形的诸如但不局限于椭圆形、矩形以及六边形的几何形状的横截面的条状物上，则其也是有利的。如果该新方法可以不使用过度的系统资源或处理时间而被实施，则其也是有利的。

发明内容

本公开的目的是克服与现有技术相关的问题。本公开是通过将典型的现有技术中的涡流阵列系统的高通滤波器用被设计成迭代地消除测试件之间的正常阻抗基线位移而不使缺陷读数失真的处理算法的系统代替而实现上述目的。一起使用时，下面描述的三种算法用于消除涡流探头感测的基线偏移，同时仍然允许准确地测量纵向缺陷--沿平行于扫描方向的测试件的表面延伸的缺陷。

这三种算法的第一种是均值分析校正（MVAC）算法，用于减小由不同测试件的整体平均阻抗位移引起的基线偏移的范围，并且仅仅当使用涡流阵列探头时该算法是有用的。MVAC算法将涡流阵列中每一元件测量的阻抗值进行平均——排除了那些位于设定范围之外的可能代表合理缺陷或瑕疵的测量——并且使来自每一元件的原始数据读数位移该平均阻抗值。在本公开的优选实施例中，该平均阻抗值对于每个测试件计算一次，并且测试件上的所有随后测量都位移该数值。通过这种方式，将进行粗略的调整，以将涡流阵列探头中每一元件所感测的基线阻抗移动到更靠近阻抗平面内的零点，从而大大减小测试件之间潜在基线位移。

第二种偏移校正算法为有限初始值校正（LIVC）算法，其专门用于减小涡流阵列探头中的每一元件所感测的阻抗读数的分散性。和MVAC算法不同，LIVC算法对于单元件和涡流阵列探头都是有用的。LIVC算法利用一对操作者定义的平移因子，以便将阻抗读数位移到更靠近阻抗平面中的零点。在本发明的优选实施例中，LIVC算法对每个测试件运行一次，并且为涡流探头阵列中的每一元件定义一对平移参数（translation parameter）。这些平移参数然后被用于调节测试件的所有随后测量。

第三种算法为有界迭代偏移校正（BIOC）算法，该算法专门用于对抗基线漂移。BIOC算法利用固定数值的步长迭代地将来自每次测量的阻抗读数朝向阻抗平面中的零点调节。这些调节步长的数值称为斜率值，由测试员根据测试条件进行设定，并且通常被选择为预期基线漂移的平均斜率的两倍。每当读数的幅度位于预设阈值的边界之外时，通过暂停迭代调节将缺陷测量保存在BIOC算法中。该阈值由测试员根据测试条件来设定，并且通常被设置为刚好低于报警门限（alarm gate）的数值。如同LIVC算法一样，BIOC算法可以用于单元件以及阵列探头系统。

本公开也提供了一系列涡流探头平衡或者归零算法，这些算法专门被设计成有助于本公开的方法。这些方法与BIOC、MVAC和LIVC算法一起提供了一种全面的涡流检验系统，该系统优化用于检查平行于扫描轴的细长缺陷，该细长缺陷在本公开中被称为纵向缺陷。

因此，本公开的目的是提供一种用于处理和解释从涡流阵列探头检验系统获取的数据的方法，该方法消除了基线偏移以及基线漂移的问题，而不会损害对纵向缺陷的检测。

本公开的另一目的是该方法在机械上可简单地实施，并且不要求涡流探头相对于测试件旋转。

本公开的又一目的是提供一种以有助于采用这些算法的系统的方式来平衡涡流阵列探头的方法。

在本公开的优选实施例中，环形涡流阵列探头围绕着测试件定位，该测试件优选为细长条条。各个元件感测的阻抗测量首先被位移由MVAC算法确定的平均阻抗值，随后再次在参数上（parametrically）位移由LIVC算法确定的一组平移参数，以校正任何基线偏移，随后通过低通滤波器处理，以降低高频噪声，并且最后由BIOC算法调节，以便继续校正任何基线漂移。

参照附图，根据本发明的以下描述，本发明的其它特点和优势将变得显而易见。

附图说明

图1为示出一种典型的涡流阵列检验系统的透视图；

图2为本公开的优选实施例的涡流检验系统的框图；

图3为均值分析校正（MVAC）算法的图形表示；

图4A-4C为有限初始值校正（LIVC）算法的图形表示；

图5A为示出有界迭代偏移校正（BIOC）算法的流程图；

图5B为有界迭代偏移校正（BIOC）算法的数学表示；

图6为将有界迭代偏移校正（BIOC）算法与典型的高通滤波器对模拟的原始数据的效果进行比较的曲线图；

图7A-7C为示出本公开的三种平衡算法的流程图。

具体实施方式

在现有技术的涡流检验系统中，在原始测量数据上使用高通滤波器，以消除涡流探头阵列中的元件感测的任何DC偏移。该DC偏移可以来自于各种来源，诸如但不限于测试过程中的温度变化以及测试件之间的冶金或几何差异，并且可以不利地影响检验过程。高通滤波器非常适于消除该DC偏移，然而，在某些条件下，该相同的滤波器可能使测量数据失真，并且妨碍对缺陷的分析和检测。而且传统的高通滤波器不能把测试件上相当长的缺陷从DC偏移中区分开，大大增加了根本不能检测出缺陷的可能性。本公开的方法组合起来消除对这种高通滤波器的需要。

图1示出了一种采用本公开的方法的典型涡流检验系统。多个涡流线圈101被布置在绕测试件103的环形阵列102中。该测试件103被显示成具有两个缺陷。第一缺陷105为相对较小的缺陷，垂直于涡流探头扫描方向定向，并且在该缺陷上获取的扫描数据将有可能通过现有技术的涡流检验系统的高通滤波器而不会发生重大失真。然而，第二缺陷104相当长，并且平行于涡流探头扫描方向定向。在该第二缺陷104的情况下，从扫描中获得的数据将很可能由于使用高通滤波器而失真。

接口电缆106将来自设备组件107的激励信号传送到涡流阵列102并且将涡流阵列102感测的测量信号传送回该设备组件107，在设备组件107将使用本发明的方法处理所接收的数据。根据涡流检验系统的复杂性，设备组件107通常为手持式设备或基于PC的系统。

图2通过使用简化框图示出了本公开的优选实施例，其将在图1的涡流检验系统内运行。尽管本公开下面的讨论专门谈及图2中示出的实施方式，但本公开并不限于此。本公开的方法可应用到其它实施方案，包括但不限于没有低通滤波器212的实施方式以及其中MVAC算法206在每一测试件201上运行多于一次的实施方式。本发明的方法也可应用到其它的涡流探头阵列配置中，诸如但不限于线性的、楔形的以及矩形的和其它测试物体，诸如但不限于管焊缝（pipe weld）、金属板以及有形状的耦合件。

当涡流阵列探头202扫描测试件201时，从其接收的测试信号通过模拟电路204而被处理并数字化。用于处理并数字化来自涡流阵列探头202的原始模拟信号的许多方法对于本领域技术人员是公知的，并且不专门限于本公开的方法。接近传感器203检测新测试件的前沿，并且警告接近检测器块205。接近检测器块随后将使得来自MVAC算法块206和LIVC算法块209的新调节参数能够分别加载到寄存器207和210中以便使MVAC和LIVC装置同步。

MVAC算法块206粗略测量新测试件的基线阻抗，并且该数值——在本公开中被称为平均阻抗位移值——用于使随后的每一个数据点移位，补偿新测试件上存在的整体平均阻抗变化。LIVC算法块209为涡流探头阵列202中的每一个元件计算一组平移参数，并且使用这些数值调节随后的每个读数，大大减小了涡流探头阵列的不同元件之间测量读数的分散性。MVAC算法206和LIVC算法209以及平均阻抗位移值和LIVC平移参数之间的相关性在下面随后的部分中详细讨论。

数字化的数据通过低通滤波器块212，以消除涡流阵列探头202感测的任何高频噪声。随后通过由BIOC算法213计算的偏移校正因子来调节滤波后的数据。BIOC算法213迭代地调节测试件201的基线阻抗（如涡流阵列探头202感测的）至阻抗平面中的零点。为了防止潜在的缺陷数据失真，当数据读数超过指定阈值时，暂停该迭代调节过程。下面在随后的部分中详细讨论BIOC算法213以及校正因子的计算。

一旦被BIOC算法213校正，经过调节的探头数据继续传到设备电路216，在设备电路216它可以被其它数字信号处理算法分析，显示给用户，储存起来供以后分析，或者相对于报警算法而进行核对。

MVAC算法

测试件之间的整体基线阻抗变化的一个重要来源来自于测试件本身之间的冶金和几何变化。即使在测试前采用精确的标准或者参考平台（golden unit）来完全校准并平衡涡流阵列检验系统的理想情况下，例如，制造工艺的变化或环境温度的改变将无疑会导致涡流探头感测的基线阻抗的差异。这些不可避免的阻抗差异代表对涡流检验系统敏感度的重大阻碍，并且因此在每个新测试件开始时，需要一种算法来最小化这些整体平均阻抗位移。

图3示出了该新算法，在本公开中称为均值分析校正（MVAC）算法。当新测试件被涡流检验系统的接近传感器检测时，来自涡流探头阵列的每一元件的阻抗测量被平均，以计算新测试件的基线阻抗值——由虚十字302来表示。为了防止测试件中的任何缺陷或者损坏的阵列元件错误地使该计算值偏离，仅仅那些落入由虚线圈301表示的预定范围内的读数被包含在计算中。黑色圆圈304代表在该计算中使用的读数。灰色圆圈305代表可能的缺陷或者不好的读数，并且从该计算中去除。

通过取有效阻抗读数的均值或中值来计算平均阻抗位移值，该值代表计算的基线阻抗值302和阻抗平面中的“零点”之间的增量，由实十字303表示。然后对于测试扫描的剩余部分将在测试件上进行的所有随后测量（包括预定范围301外的那些）都位移该增量值。如可以从图3中看到的，该位移大大减小了新测试件的基线阻抗偏移。

LIVC算法

如可以从图3看到的，MVAC算法是一种将涡流探头阵列的元件所感测的整体平均阻抗位移到阻抗平面303中的零点的有效方法。然而，来自每一元件的各个阻抗读数304仍然广泛地分散于零点303周围。这种分散为涡流探头中的每一单个元件感测的局部冶金和几何变化的结果。需要一种算法在单个元件的基础上来调节测试件之间的这些偏移变化。图4A-4C刚好示出了这种算法：有限初始值校正（LIVC）算法。与MVAC算法一起使用，LIVC算法可以用于通过最小化阻抗平面中的测量分散性而进一步减小涡流测量数据的基线偏移。

图4A表示已经由MVAC算法处理过的测量数据。阻抗平面401中的每个黑色圆圈402代表来自涡流探头阵列的元件的阻抗测量。由MVAC算法进行的校正已经确保了阻抗读数一般以零点403为中心，然而在测量读数402之间仍然存在相当大的分散性。

图4B示出了LIVC算法的应用。由测试员来设定一对称为X 404和Y 405的平移因子。如可以从图4B中所看到的，X平移因子404在阻抗平面401内定义了关于垂直轴对称的矩形区域406，，并且Y平移因子405定义了关于水平轴对称的类似区域407。这些平移因子用于在参数上调节每一阻抗读数402，并且为涡流探头阵列中的每一元件定义一组平移参数——由箭头408和409表示。落在阴影区域406和407之外的测量在水平方向和垂直方向上朝着零点403分别被位移X 404和Y 405平移因子。落入水平阴影区域407内而未落入垂直阴影区域406内的测量在垂直方向被位移到水平轴，并且在水平方向上朝着零点位移X平移因子404。同样地，落在垂直阴影区域406内而未落入水平阴影区域407内的测量在水平方向上被位移到垂直轴，并且在垂直方向朝着零点位移Y平移因子405。最后，落在水平阴影区域407和垂直阴影区域406内的测量精确地被位移到零点403。探头每次位移的幅度和方向——这是涡流探头阵列中的每一元件独有的——被定义为用于每一元件的平移参数，并且再次最好用箭头408和409表示。在本发明的优选实施例中，LIVC算法对每个测试件运行一次，储存用于涡流探头阵列的整组平移参数，并且对于测试扫描的剩余部分，通过那些参数调节所有随后的读数。

图4C表示已被LIVC平移参数调节后的测量数据。测量读数402仍以零点403为中心，但是现在更紧紧地聚集在该点周围，大大减小了基线偏移。

BIOC算法

MVAC和LIVC算法共同工作，以校正涡流阵列检验系统中不同测试件之间的任何基线阻抗变化。然而，它们对于校正沿着各个测试件的扫描轴观察到的阻抗变化丝毫不起作用。沿着测试件扫描轴的阻抗非一致性可以导致通称为基线漂移的现象，其中涡流探头感测的基线阻抗趋于在扫描过程中在阻抗平面内漂移。在系统中没有对此进行校正的高通滤波器，需要一种新的算法来专门解决基线漂移。

通过以由恒定的预定斜率值定义的较小的迭代步长朝着阻抗平面中的基线或者零点驱动从涡流探头阵列中的每个元件所感测的数据信号，来执行有界迭代偏移校正(BIOC)算法。对于幅值大于预定阈值因而暗示有潜在缺陷的测量，暂停该驱动调节以保存测量数据。该斜率值通常被选择为预期的基线漂移的平均斜率的两倍。对于给定的测试设置，这对于测试员而言是公知的数值，并且当首次安装涡流检验系统时通常根据经验确定。该阈值通常被选择为刚好低于报警设置的数值，以提供被视为基线漂移误差的读数与被视为合理缺陷的读数之间的某种滞后。再次，当涡流检验系统被首次安装时，该阈值和报警设置之间所要求的增量通常根据经验确定。通过消除或大大降低测量信号上的高频噪声，使用低通滤波器（如图2所示）可以大大降低该阈值和报警设置之间的所要求的增量。

图5A以流程图的方式给出了BIOC算法，而图5B以数学方式给出了该算法。这些图中的任一个或者两个都应当被用于帮助下面对BIOC算法的详细讨论。

在每次测量后，校正因子（C_n）被加到原始数据点（X_n）上以产生校正值（Y_n）。在算法的第一循环中（n=0），基于第一原始数据点（X₀）的符号初始化校正因子（C₀）。如果第一原始数据点（X₀）为正，代表读数高于基线或者处于阻抗平面的上部两个象限内，则校正因子（C₀）被初始化到负的预设斜率值（-S）。如果第一原始数据点（X₀）为负，代表读数低于基线或者位于阻抗平面的下部两个象限内，则校正因子（C₀）被初始化到预设的斜率值（S）。

在正常条件下——当先前的校正数值（Y_n-1）的幅度处于设定的阈值范围内时——每次被加到原始数据点（X_n）之前调节校正因子（C_n）。这种调节是基于先前校正值（Y_n-1）的符号。如果先前的校正值（Y_n-1）为正，代表读数高于基线或者处于阻抗平面的上部两个象限内，则将校正因子（C_n）减小斜率值。如果先前的校正值（Y_n-1）为负，代表读数低于基线或者处于阻抗平面的下部两个象限内，则将校正因子（C_n）增加斜率值。通过这种方式，涡流探头所感测的任何信号漂移，正的或者负的，将在最初几次测量过程中被抵偿掉。

与该正常运算相反，当先前的校正值（Y_n-1）的幅度位于设定的阈值范围之外——很可能暗示测试件中的缺陷——不对校正因子（C_n）进行调节，并且使用先前的校正因子值（C_n-1）。通过这种方式，校正算法将保存任何潜在的缺陷数据，同时仍维持DC偏移补偿。

图6通过将模拟的阻抗读数绘图为一维标量值（来自涡流探头阵列中的单个元件的信号的垂直分量）用图形示出了BIOC算法的功能。短的虚曲线601代表原始的未校正的数据，其显示了稳定的并且恒定的基线漂移（大约0.1计数（count）/测量）。实曲线602代表采用BIOC算法校正过的模拟数据。对于最初的四十次测量，基线漂移被补偿，并且基线阻抗被保持在零点附近，并且保持在那里直到检测到缺陷。在那个点（ 在测量#40处），偏差校正调节值保持恒定，并且不改变缺陷数据测量，如可通过将实曲线602的形状与短虚曲线601的形状在测量#40和测量#58之间对比而观察到的。注意缺陷一旦通过，重新开始对校正值的迭代调节，并且基线偏移很快返回到零点。为了对比，长的虚曲线603代表通过典型的高通滤波器处理过的模拟数据。基线漂移被消除了，但测量#40和#58之间的缺陷数据被大大失真。

涡流阵列探头平衡

在前面的部分中公开的MVAC、LIVC和BIOC算法用于校正与沿着测试件或测试件之间的阻抗变化有关的基线偏移。然而，所有的这三种算法要求涡流测试探头在测试开始前被合理地平衡，使得可以知道涡流探头所感测的任何相当大的基线偏移仅仅来自于测试件阻抗变化。假定是这样，可合理地假定采用本公开算法的涡流测试系统将比现有技术的系统要求更精确的探头平衡。为了提供此，公开了下面三种涡流探头平衡算法，这些算法执行简单，并且可以采用质量未知的测试件进行。

图7A-7C通过一系列流程图示出了三种涡流探头平衡或者归零算法。所有的这三种算法平衡了涡流阵列探头，而不需要理想的测量标准或者参考平台，并且因此可以方便地比现有的平衡算法更经常地运行。对于下面的论述，假定涡流检测系统已经首先被校准，使得任何实际的缺陷——即测试件上的合理物理缺陷而非不适当的探头平衡的错误假象——将出现在阻抗平面的正半部分。这种校准过程对于本领域技术人员应当是公知的。采用这种设置，信号的正包络可以用于缺陷检测，并且其负包络可以用于涡流阵列探头平衡质量确认。

在具有已知缺陷的样本上平衡涡流探头的方法在本领域中是已知的。一个示例示出在由加拿大原子能（Atomic Energy of Canada）出版的1981年11月第1卷中的“Eddy Current Testing manual on Eddy Current Method”中，其全部内容在此通过引用而被并入。特别地，读者的注意力被引向第83页和小标题为“Balance Point from Nominal Thickness”的图5.20。

图7A所示的第一种方法在其中可能并且方便地在行中扫描并且几次旋转一个测试件的测试情形下是有用的。最初采用未确定质量的测试件平衡涡流阵列的元件。相同的测试件随后被返回到检验过程的起点并旋转。旋转的角度是任意的，只要单个涡流阵列元件检验与首次检验期间不同的测试件部分即可。如果在第二次检验过程中在主要端（leading extremity）上的平衡区中检测到细长缺陷，则丢弃测试样品，并且用下一个测试样品重复该过程，直到在平衡区中检测不到缺陷为止。

图7B所示的第二种方法在测试件可以仅被测试一次并且在其首次且唯一一次测试扫描后必须立刻确定测试件质量的测试情形下是有用的。最初使用未确定质量的第一测试件平衡涡流阵列元件。该第一个测试件随后被视为有缺陷的并且被丢弃到废物箱（failure bin）中。第二测试件随后被检测。如果完成了对第二测试件的扫描，而涡流探头阵列的任何元件都未提供延伸进入阻抗平面的负半部分中的输出，则随后第二测试件被视为通过，并且涡流探头被视为平衡。然而，如果任何一个探头阵列测量延伸进入阻抗平面的负半部分中，则假定在第一测试件上出现了不合适的平衡。停止对第二测试件的扫描，并且（利用第二测试件）重新平衡涡流阵列的元件。第二测试件随后被视为有缺陷的，并且被丢弃到废物箱中。随后选择第三测试件，并且重复确认扫描过程。循环继续直到在平衡循环后扫描测试件，而涡流探头阵列的任何元件不产生负测量。

图7C示出的第三种方法在测试件可以仅被测量一次但确定该测试件的质量可以推迟到直到已扫描第二测试件的测试情形下是有用的。最初采用未确定质量的第一测试件平衡涡流阵列的元件。该第一测试件随后被放在一边（set aside），并且检验第二测试件。如果完成了对第二测试件的扫描，而涡流探头阵列的任何元件都不提供延伸到阻抗平面的负半部分中的输出，则第一和第二测试件都被视为通过，并且涡流探头被视为平衡。然而，如果任何探头阵列测量确实延伸进入阻抗平面的负半部分中，则假定在第一测试件上已经发生不合适的平衡。停止对第二测试件的扫描，并且（利用第二个测试件）重新平衡涡流阵列的元件。第一测试件随后被视为有缺陷的，并且被丢弃到废物箱中，而第二测试件被放到一边。随后选择第三测试件，并且重复确认扫描过程。该循环持续直到在平衡循环后扫描测试件，而涡流探头阵列的任何元件都不产生负测量。

尽管已经关于特定的实施例描述了本发明，但对本领域的技术人员而言，许多其它的改变和修改以及其它的用途将会是显而易见的。因此，优选地本发明不限于这里的具体公开。

Claims (5)

1.一种用于平衡涡流阵列探头的各个元件以及随后使用平衡的阵列探头来检查物理缺陷未知的多个测试物体的方法，该方法包括步骤：

提供已被校准后的涡流阵列探头，使得任何所述测试物体上的物理缺陷出现在测试结果的阻抗平面的正半部分中；

通过向被扫描的测试物体施加测试信号并接收来自被扫描的测试物体的测试结果，来扫描具有已知质量的所述测试物体中的至少一个；

通过检查任何测试结果是否出现在阻抗平面的负半部分中，来验证所述各个元件已经针对正确的定位被平衡，其中任何测试结果出现在阻抗平面的负半部分中是各个元件还未被正确地平衡的指示；

如果在验证步骤中确定探头未被平衡，则通过调整该探头定位直到其被验证步骤确定为平衡为止，来平衡该探头；以及

利用经过平衡步骤之后的所述阵列来扫描所述测试物体中的其它测试物体以检测缺陷。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：

在所述测试物体中的单个测试物体上通过在所述单个测试物体上的给定区域处进行测试来执行对所述各个元件的所述平衡；以及

相对于所述阵列探头旋转所述单个测试物体来在所述区域处验证所述平衡；以及

在验证了所述阵列探头已被平衡后，随后通过在所述单个测试物体上的其它区域处对缺陷进行测试来扫描所述单个测试物体以检测缺陷。

3.根据权利要求1所述的方法，包括：

在所述测试物体中的第一测试物体上开始所述平衡并且通过使用所述测试物体中的另一个测试物体来验证所述阵列已被正确地平衡，以及在这样的验证后，继续扫描所述测试物体中的其它测试物体以检测缺陷，所述平衡、验证和扫描被执行为使得每个测试物体经受由所述阵列探头执行的仅单个测试。

4.根据权利要求1所述的方法，包括：

通过使所述测试物体中的每一个经受由所述阵列探头执行的仅单个测试来扫描多个所述测试物体，并且以如下方式执行所述扫描，在该方式中有关所述第一测试物体的缺陷状态的决定是在对所述第二测试物体的随后的扫描之后被确定的。

5.根据权利要求3所述的方法，其中：

通过使用缺陷未知的第一测试物体来平衡所述阵列探头的元件来执行所述方法；

然后丢弃所述第一测试物体；

然后检验第二测试物体，并且如果对第二测试物体的扫描被完成而没有涡流探头阵列的任何元件提供延伸到阻抗平面的负半部分中的输出，则认为第二测试物体无缺陷以及认为当前的探头已被平衡；以及

但是如果当前探头的任何元件的输出延伸到阻抗平面的负半部分中，则假定在第一测试物体上已发生不正确的平衡，并且然后暂停所述测试并通过使用第二测试物体和第三测试物体用作所述扫描过程的确认来重新平衡所述阵列探头的元件。

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