CN104748666A - 一种基于涡流旋转探头信号的缺陷深度定量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于涡流旋转探头信号的缺陷深度定量方法，包括以下步骤：1采集标定缺陷阻抗变化矢量信号；2缺陷信号差分处理；3归一化信号处理；4制作标定定量曲线；5采集实际信号；6应用标定定量曲线，对实际信号进行缺陷深度定量。本发明可以解决旋转探头不能定量的问题；通过算法变换，解决了绝对信号的漂移问题。
Description
技术领域
本发明涉及核电站运行技术领域，具体涉及一种基于涡流旋转探头信号的缺陷深度定量方法。
背景技术
对于核级传热管的检查，如蒸汽发生器传热管，由于其结构特点和检查技术条件的限制，目前主要是采用了轴绕式线圈涡流检验技术，由于响应信号的相位角与缺陷深度之间总是存在良好的对应关系，因此通常采用以差分通道下信号相位角来评定缺陷深度的方法。但是，如果轴绕式线圈位于几何形状发生较大改变的区域时，比如在胀管过渡区，存在过渡区对涡流信号的突变影响，可能检测不到缺陷。因此在传热管的胀管过渡区附近使用内穿轴绕式线圈涡流检验技术有一定的检测盲区，需要使用涡流旋转探头检验技术、涡流阵列探头检验技术作为传热管缺陷检查的补充技术手段。
涡流旋转探头检验技术一般采用尺寸很小的扁平式线圈，对小缺陷的检出具有良好的灵敏性，在胀管区，探头不受变径的影响，可以检测出胀管过渡区的缺陷。但是，由于涡流旋转探头上使用扁平式线圈得到的是绝对信号，而不是差分信号，因此无法采用以差分通道下信号的相位角来进行缺陷深度评定的方法；而绝对信号的噪声及信号偏移较大，无法以相位角来进行缺陷深度的评定，因此只能对检出的缺陷进行定性，无法对缺陷的深度进行定量。而对于涡流阵列探头检验技术，它使用多个错位排列式扁平线圈，采用多路复用电路实现线圈的电磁场旋转，检测可以达到涡流旋转探头相同的效果；但同样的，其也只能对检出的缺陷进行定性，无法对缺陷的深度进行定量。
因此，为了更有效和可靠地检测出传热管上各部位可能出现的缺陷，并对其上缺陷的深度进行定量，将此缺陷深度作为是否堵管的重要依据，亟需研制一种新的缺陷深度定量方法以满足传热管无损检测的需要。
发明内容
本发明的要解决的技术问题是提供一种基于涡流旋转探头信号的用于核级传热管缺陷的涡流检测深度定量方法，从而解决在传热管上某些特殊区域如胀管过渡区存在无法确定缺陷深度的技术困难；同时，利用此方法也可以对传热管全管段存在的缺陷进行深度定量。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种基于涡流旋转探头信号的缺陷深度定量方法，包括以下步骤：
步骤一、采集标定缺陷阻抗变化矢量信号
通过设置具有已知人工模拟蒸汽发生器传热裂纹缺陷的标定管，采集这些标定管的标定缺陷阻抗变化矢量信号；
步骤二、缺陷信号差分处理
差分处理计算公式如下：
Ec(t)＝Ea(t)-Ea(t+t0)
式中Ea(t)为随时间t变化的缺陷阻抗变化矢量信号；Ea(t+t0)为Ea(t)经过t0时间变化后的缺陷阻抗变化矢量信号；t0为偏移时间量；
步骤三、归一化信号处理
将步骤二获得的差分后的缺陷阻抗变化矢量信号的幅值设置为A，相位角设为B；其中，A=1～20V，B=20～50°；
步骤四、制作标定定量曲线
根据若干个归一化后的不同缺陷深度差分信号的相位角与深度的对应关系，制作相位-深度关系曲线；
步骤五、采集实际信号
采集蒸汽发生器传热管中的旋转探头涡流的实际缺陷阻抗变化矢量信号；根据步骤三相同的方法进行归一化信号处理；
步骤六、应用标定定量曲线，对实际信号进行缺陷深度定量
根据相位-深度关系曲线，得到传热管中的实际缺陷阻抗变化矢量信号深度
所述步骤一中，所述缺陷为不同深度的人工电火花刻槽，用以模拟实际传热管的裂纹缺陷。
所述步骤二中，通过调整t0，令幅值减小不超过40%，以获得差分优化处理后的信号Ec(t)。
本发明的有益效果：
（1）可以解决旋转探头不能定量的问题；
（2）通过算法变换，解决了绝对信号的漂移问题。
附图说明
图1为应用本发明方法与应用现有技术方法的缺陷定量对比示意图；
图2为应用本发明方法的解决绝对信号漂移问题的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
一种基于涡流旋转探头信号的缺陷深度定量方法，包括以下步骤：
步骤一、采集标定缺陷阻抗变化矢量信号
通过设置具有已知人工模拟蒸汽发生器传热裂纹缺陷的标定管，采集这些标定管的标定缺陷阻抗变化矢量信号；
所述缺陷为不同深度的人工电火花刻槽，用以模拟实际传热管的裂纹缺陷；
步骤二、缺陷信号差分处理
差分处理计算公式如下：
Ec(t)＝Ea(t)-Ea(t+t0)
式中Ea(t)为随时间t变化的缺陷阻抗变化矢量信号；Ea(t+t0)为Ea(t)经过t0时间变化后的缺陷阻抗变化矢量信号；t0为偏移时间量；
通过调整t0，令幅值减小不超过40%，以获得差分处理后的信号Ec(t)，并去除了高斯白噪声和缓变的提离干扰信号，获得了涡流检测信号。
如图1所示，右侧区域为处理前的原始信号，无法取得相位角，中间区域为处理后获得的差分信号，便于取得峰峰信号的相位角。图2为左图为处理前的原始信号，有一定信号漂移，右图为差分处理后的信号，信号无飘逸，便于信号分析。
步骤三、归一化信号处理
将步骤二获得的差分后的缺陷阻抗变化矢量信号的幅值设置为A，相位角设为B；A=1～20V，B=20～50°；一般取20V，40°；
步骤四、制作标定定量曲线
根据若干个归一化后的不同缺陷深度差分信号的相位角与深度的对应关系，制作相位-深度关系曲线；
步骤五、采集实际信号
采集蒸汽发生器传热管中的旋转探头涡流的实际缺陷阻抗变化矢量信号；根据步骤三相同的方法进行归一化信号处理；
步骤六、应用标定定量曲线，对实际信号进行缺陷深度定量
根据相位-深度关系曲线，得到传热管中的实际缺陷阻抗变化矢量信号深度。
Claims (3)
1.一种基于涡流旋转探头信号的缺陷深度定量方法，其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、采集标定缺陷阻抗变化矢量信号
通过设置具有已知人工模拟蒸汽发生器传热裂纹缺陷的标定管，采集这些标定管的标定缺陷阻抗变化矢量信号;
步骤二、缺陷信号差分处理
差分处理计算公式如下:
Ec(t)＝Ea(t)-Ea(t+t0)
式中Ea(t)为随时间t变化的缺陷阻抗变化矢量信号；Ea(t+t0)为Ea(t)经过t0时间变化后的缺陷阻抗变化矢量信号；t0为偏移时间量；
步骤三、归一化信号处理
将步骤二获得的差分后的缺陷阻抗变化矢量信号的幅值设置为A，相位角设为B；其中，A=1～20V，B=20～50°；
步骤四、制作标定定量曲线
根据若干个归一化后的不同缺陷深度差分信号的相位角与深度的对应关系，制作相位-深度关系曲线；
步骤五、采集实际信号
采集蒸汽发生器传热管中的旋转探头涡流的实际缺陷阻抗变化矢量信号；根据步骤三相同的方法进行归一化信号处理；
步骤六、应用标定定量曲线，对实际信号进行缺陷深度定量
根据相位-深度关系曲线，得到传热管中的实际缺陷阻抗变化矢量信号深度。
2.按照权利要求1所述的基于涡流旋转探头信号的缺陷深度定量方法，其特征在于：所述步骤一中，所述缺陷为不同深度的人工电火花刻槽，用以模拟 实际传热管的裂纹缺陷。
3.按照权利要求1所述的基于涡流旋转探头信号的缺陷深度定量方法，其特征在于：所述步骤二中，通过调整t0，令幅值减小不超过40%，以获得差分优化处理后的信号Ec(t)。
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