CN103776899B - 变脉宽激励的脉冲涡流检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变脉宽激励的脉冲涡流检测方法。该方法包括如下步骤：（1）将脉冲涡流传感器置于被测试件上；（2）设置当前激励脉宽PWcur=t0；（3）获取检测信号，测量时间区间为[0,t]；（4）计算检测信号在时间区间[t1,t2]上的积分INcur；（5）设置下一个激励脉宽PWnext=PWcur+PWadd；（6）获取检测信号，测量时间区间为[0,t]；（7）计算检测信号在时间区间[t1,t2]上的积分INnext；（8）计算RIcur=(INnext‑INcur)/INcurPWadd，将RIcur与预置门限值RIT比较，若RIcur<RIT，则执行步骤（9），否则，PWcur=PWnext，INcur=INnext，返回步骤（5）；（9）记录当前激励脉宽PWcur，根据脉宽和检测区域特征的关系，得到被测试件的检测区域特征。该方法可对被测构件的各区域特征进行检测，不易受噪声影响，简单且易于操作。
Description
技术领域
本发明属于电磁无损检测技术领域，更具体地，涉及一种变脉宽激励的脉冲涡流检测方法。
背景技术
压力容器及管道在使用的过程中常因腐蚀和侵蚀引起壁厚减薄，严重威胁到工业生产的安全性。由于脉冲涡流检测技术采用脉冲形式的激励，检测时不需拆除压力容器及管道外的覆盖层，且能检测深层次的缺陷，具有速度快、安全性好、成本低等优点，因而近年来成为检测压力容器及管道壁厚减薄的首选技术之一。
在脉冲涡流检测技术中，脉冲形式的激励加载到靠近被测试件的激励线圈上，在激励消失的瞬间，被测试件中感应出涡流并向下、向外扩散，涡流的扩散规律受被测构件材料、尺寸、结构等特征的影响，通过检测由涡流产生的磁场，便可实现对被测构件材料、尺寸、结构等特征的检测。
申请公布号为CN101581699A的中国专利申请文件公开了一种基于时间闸的脉冲涡流无损检测方法，用阵列区域内各位置点检测信号在同一时间点的相对幅值数据进行成像处理，以得到被测构件的缺陷信息。申请公布号为CN103257182A的中国专利申请文件公开了一种脉冲涡流缺陷定量检测方法及检测系统，该检测方法利用无缺陷时的参考信号和缺陷情况已知的检测信号在时域内的差分峰值或频域内基频差分峰值对被测试件表面缺陷深度或宽度进行标定与检测。上述方法存在如下不足：(1)用检测信号或差分信号某一点的幅值检测缺陷，易受噪声的影响；(2)传感器的激励线圈中加载的是预置频率的脉冲激励，其脉宽不变，从检测信号中获得的信息有限。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种变脉宽激励的脉冲涡流检测方法，采用变脉宽激励，可对被测构件的各区域特征进行检测，不易受噪声影响，简单且易于操作。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种脉冲涡流检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将脉冲涡流传感器置于被测试件上；
(2)设置当前激励脉宽PWcur＝t0，t0的取值范围为[1ms,100ms]；
(3)获取检测信号，测量时间区间为[0,t]，其中，t的取值范围为[500ms,2000ms]；
(4)计算检测信号在时间区间[t1,t2]上的积分INcur，其中，t1的取值范围为[10ms,100ms]，t2的取值范围为[300ms,2000ms]；
(5)设置下一个激励脉宽PWnext＝PWcur+PWadd，脉宽增量PWadd的取值范围为[1ms,500ms]；
(6)获取检测信号，测量时间区间为[0,t]；
(7)计算检测信号在时间区间[t1,t2]上的积分INnext；
(8)计算单位脉宽增量下积分值的相对增量RIcur＝(INnext-INcur)/INcurPWadd，将RIcur与预置门限值RIT比较，若RIcur<RIT，则执行步骤(9)，否则，PWcur＝PWnext，INcur＝INnext，返回步骤(5)；
(9)记录当前激励脉宽PWcur，根据脉宽和检测区域特征的关系，得到被测试件的检测区域特征。
优选地，所述脉宽和检测区域特征的关系通过如下方法得到：
(A1)将脉冲涡流传感器置于标样构件某一区域之上；
(A2)设置当前激励脉宽PWcur＝t0′，t0′的取值范围为[1ms,100ms]；
(A3)获取检测信号，测量时间区间为[0,t′]，其中，t′的取值范围为[500ms,2000ms]；
(A4)计算检测信号在时间区间[t1′,t2′]上的积分INcur′，其中，t1′的取值范围为[10ms,100ms]，t2′的取值范围为[300ms,2000ms]；
(A5)设置下一个激励脉宽PWnext＝PWcur+PWadd′，脉宽增量PWadd′的取值范围为[1ms,500ms]；
(A6)获取检测信号，测量时间区间为[0,t′]；
(A7)计算检测信号在时间区间[t1′,t2′]上的积分INnext′；
(A8)计算单位脉宽增量下积分值的相对增量RIcur′＝(INnext′-INcur′)/INcur′PWadd′，将RIcur′与预置门限值RIT比较，若RIcur′<RIT，则执行步骤(A9)，否则，PWcur＝PWnext，INcur′＝INnext′，返回步骤(A5)；
(A9)记录当前激励脉宽PWcur和当前检测区域特征，判断标样构件各区域是否均已检测，是则得到脉宽和检测区域特征的关系，过程结束，否则将脉冲涡流传感器置于标样构件的另一区域之上，返回步骤(A2)。
优选地，所述步骤(A4)为：对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[t1′,t2′]上的积分INcur′，其中，t1′的取值范围为[10ms,100ms]，t2′的取值范围为[300ms,2000ms]；所述步骤(A7)为：对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[t1′,t2′]上的积分INnext′。
优选地，所述步骤(4)为：对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[t1,t2]上的积分INcur，其中，t1的取值范围为[10ms,100ms]，t2的取值范围为[300ms,2000ms]；所述步骤(7)为：对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[t1,t2]上的积分INnext。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，采用变脉宽激励，逐步调节激励脉宽的同时获取检测信号，接着求取检测信号某一区间的积分值，通过考察单位脉宽增量下积分值的相对增量，得到脉宽和各检测区域特征之间的关系，利用这一关系，可对被测构件的各区域特征进行检测。该方法不易受噪声影响，简单且易于操作。
附图说明
图1是本发明实施例的变脉宽激励的脉冲涡流检测方法流程图；
图2是标样构件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明实施例的变脉宽激励的脉冲涡流检测方法包括如下步骤：
(1)将脉冲涡流传感器置于被测试件上。
(2)设置当前激励脉宽PWcur＝t0，t0的取值范围为[1ms,100ms]。
(3)获取检测信号，测量时间区间为[0,t]，其中，t的取值范围为[500ms,2000ms]。
(4)计算检测信号在时间区间[t1,t2]上的积分INcur，其中，t1的取值范围为[10ms,100ms]，t2的取值范围为[300ms,2000ms]。
(5)设置下一个激励脉宽PWnext＝PWcur+PWadd，脉宽增量PWadd的取值范围为[1ms,500ms]。
(6)获取检测信号，测量时间区间为[0,t]。
(7)计算检测信号在时间区间[t1,t2]上的积分INnext。
(8)计算单位脉宽增量下积分值的相对增量RIcur＝(INnext-INcur)/INcurPWadd，将RIcur与预置门限值RIT比较，若RIcur<RIT，则执行步骤(9)，否则，PWcur＝PWnext，INcur＝INnext，返回步骤(5)。
(9)记录当前激励脉宽PWcur，根据脉宽和检测区域特征的关系，得到被测试件的检测区域特征。
具体通过如下方法得到脉宽和检测区域特征的关系：
(A1)将脉冲涡流传感器置于标样构件某一区域之上。
(A2)设置当前激励脉宽PWcur＝t0′，t0′的取值范围为[1ms,100ms]。
(A3)获取检测信号，测量时间区间为[0,t′]，其中，t′的取值范围为[500ms,2000ms]。
(A4)计算检测信号在时间区间[t1′,t2′]上的积分INcur′，其中，t1′的取值范围为[10ms,100ms]，t2′的取值范围为[300ms,2000ms]。
(A5)设置下一个激励脉宽PWnext＝PWcur+PWadd′，脉宽增量PWadd′的取值范围为[1ms,500ms]。
(A6)获取检测信号，测量时间区间为[0,t′]。
(A7)计算检测信号在时间区间[t1′,t2′]上的积分INnext′。
(A8)计算单位脉宽增量下积分值的相对增量RIcur′＝(INnext′-INcur′)/INcur′PWadd′，将RIcur′与预置门限值RIT比较，若RIcur′<RIT，则执行步骤(A9)，否则，PWcur＝PWnext，INcur′＝INnext′，返回步骤(A5)。
(A9)记录当前激励脉宽PWcur和当前检测区域特征，判断标样构件各区域是否均已检测，是则得到脉宽和检测区域特征的关系，过程结束，否则将脉冲涡流传感器置于标样构件的另一区域之上，返回步骤(A2)。
为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面以检测壁厚为例，对本发明的变脉宽激励的脉冲涡流检测方法进行详细说明。
标样构件为长500mm、宽250mm的阶梯状16MnR钢板，如图2所示，已知区域1的厚度为10mm，区域2的厚度为20mm。首先利用标样构件得到脉宽和检测区域壁厚的关系，包括如下步骤：
(A1)将脉冲涡流传感器置于标样构件的区域1之上。
(A2)设置当前激励脉宽PWcur＝25ms。
(A3)获取检测信号，测量时间区间为[0,512ms]。
(A4)对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[15ms,360ms]上的积分INcur′。
(A5)设置下一个激励脉宽PWnext＝PWcur+PWadd′，其中，脉宽增量PWadd′＝25ms。
(A6)获取检测信号，测量时间区间为[0,512ms]。
(A7)对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[15ms,360ms]上的积分INnext′。
(A8)计算单位脉宽增量下积分值的相对增量RIcur′＝(INnext′-INcur′)/INcur′PWadd′，将RIcur′与预置门限值RIT＝1.6ms-1比较，若RIcur′<RIT，则执行步骤(A9)，否则，PWcur＝PWnext，INcur′＝INnext′，返回步骤(A5)。
(A9)记录当前激励脉宽PWcur和当前检测区域特征，判断标样构件各区域是否均已检测，是则得到脉宽和检测区域特征的关系，过程结束，否则将脉冲涡流传感器置于标样构件的另一区域之上，返回步骤(A2)。
根据上述方法，得到标样构件的区域1和区域2上获取的检测信号经双对数域中值滤波后在时间区间[15ms,360ms]上的积分如表1所示，标样构件的区域1和区域2上单位脉宽增量下积分值的相对增量如表2所示。
表1区域1和区域2上获取的检测信号经双对数域中值滤波处理后
在时间区间[15ms,360ms]上的积分
表2区域1和区域2上单位脉宽增量下积分值的相对增量
表2中小于预置门限的两个值分别为0.89和1.41，它们对应的壁厚分别为10mm和20mm，它们对应的脉宽分别为50ms和100ms，因此可以得到脉宽PW和检测区域壁厚T的关系为T＝PW/5。
被测试件为长250mm、宽250mm、厚15mm的16MnR钢板，下面根据脉宽和检测区域壁厚的关系，得到被测试件的壁厚，包括如下步骤：
(1)将脉冲涡流传感器置于被测试件上。
(2)设置当前激励脉宽PWcur＝25ms。
(3)获取检测信号，测量时间区间为[0,512ms]。
(4)对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[15ms,360ms]上的积分INcur。
(5)设置下一个激励脉宽PWnext＝PWcur+PWadd，其中，脉宽增量PWadd＝25ms。
(6)获取检测信号，测量时间区间为[0,512ms]。
(7)对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[15ms,360ms]上的积分INnext。
(8)计算单位脉宽增量下积分值的相对增量RIcur＝(INnext-INcur)/INcurPWadd，将RIcur与预置门限值RIT＝1.6ms-1比较，若RIcur<RIT，则执行步骤(9)，否则，PWcur＝PWnext，INcur＝INnext，返回步骤(5)。
(9)记录当前激励脉宽PWcur，根据脉宽和检测区域特征的关系，得到被测试件的检测区域特征。
根据上述方法，得到被测试件上获取的检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[15ms,360ms]上的积分如表3所示，被测试件上单位脉宽增量下积分值的相对增量如表4所示。
表3被测试件上获取的检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[15ms,360ms]上的积分
表4被测试件上单位脉宽增量下积分值的相对增量
表4中小于预置门限的值为0.75，对应的脉宽为75ms，根据脉宽PW和检测区域壁厚T的关系T＝PW/5，得到壁厚为15mm，与已知的被测试件壁厚一致。
因此，本发明的方法能准确测量被测构件的各区域特征，不易受噪声影响，简单且易于操作。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种脉冲涡流检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将脉冲涡流传感器置于被测试件上；
（2）设置当前激励脉宽PWcur=t0，t0的取值范围为[1ms,100ms]；
（3）获取检测信号，测量时间区间为[0,t]，其中，t的取值范围为[500ms,2000ms]；
（4）计算检测信号在时间区间[t1,t2]上的积分INcur，其中，t1的取值范围为[10ms,100ms]，t2的取值范围为[300ms,2000ms]；
（5）设置下一个激励脉宽PWnext=PWcur+PWadd，脉宽增量PWadd的取值范围为[1ms,500ms]；
（6）获取检测信号，测量时间区间为[0,t]；
（7）计算检测信号在时间区间[t1,t2]上的积分INnext；
（8）计算单位脉宽增量下积分值的相对增量RIcur=(INnext-INcur)/INcurPWadd，将RIcur与预置门限值RIT比较，若RIcur<RIT，则执行步骤（9），否则，PWcur=PWnext，INcur=INnext，返回步骤（5）；
（9）记录当前激励脉宽PWcur，根据脉宽和检测区域特征的关系，得到被测试件的检测区域特征。
2.如权利要求1所述的脉冲涡流检测方法，其特征在于，所述脉宽和检测区域特征的关系通过如下方法得到：
（A1）将脉冲涡流传感器置于标样构件某一区域之上；
（A2）设置当前激励脉宽PWcur=t0′，t0′的取值范围为[1ms,100ms]；
（A3）获取检测信号，测量时间区间为[0,t′]，其中，t′的取值范围为[500ms,2000ms]；
（A4）计算检测信号在时间区间[t1′,t2′]上的积分INcur′，其中，t1′的取值范围为[10ms,100ms]，t2′的取值范围为[300ms,2000ms]；
（A5）设置下一个激励脉宽PWnext=PWcur+PWadd′，脉宽增量PWadd′的取值范围为[1ms,500ms]；
（A6）获取检测信号，测量时间区间为[0,t′]；
（A7）计算检测信号在时间区间[t1′,t2′]上的积分INnext′；
（A8）计算单位脉宽增量下积分值的相对增量RIcur′=(INnext′-INcur′)/INcur′PWadd′，将RIcur′与预置门限值RIT比较，若RIcur′<RIT，则执行步骤（A9），否则，PWcur=PWnext，INcur′=INnext′，返回步骤（A5）；
（A9）记录当前激励脉宽PWcur和当前检测区域特征，判断标样构件各区域是否均已检测，是则得到脉宽和检测区域特征的关系，过程结束，否则将脉冲涡流传感器置于标样构件的另一区域之上，返回步骤（A2）。
3.如权利要求2所述的脉冲涡流检测方法，其特征在于，所述步骤（A4）为：对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[t1′,t2′]上的积分INcur′，其中，t1′的取值范围为[10ms,100ms]，t2′的取值范围为[300ms,2000ms]；所述步骤（A7）为：对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[t1′,t2′]上的积分INnext′。
4.如权利要求1至3中任一项所述的脉冲涡流检测方法，其特征在于，所述步骤（4）为：对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[t1,t2]上的积分INcur，其中，t1的取值范围为[10ms,100ms]，t2的取值范围为[300ms,2000ms]；所述步骤（7）为：对检测信号进行双对数域中值滤波处理，计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间[t1,t2]上的积分INnext。
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