CN107228899A - 磁粉探伤机校准设备、方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁粉探伤机校准设备、方法以及装置。其中，该设备包括：电流测量装置和数据处理器，电流测量装置，用于采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流；数据处理器，用于根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准。本发明解决了相关技术中对磁粉探伤机的校准存在无法进行有效校准的技术问题。

Description

磁粉探伤机校准设备、方法以及装置

技术领域

本发明涉及机械领域，具体而言，涉及一种磁粉探伤机校准设备、方法以及装置。

背景技术

磁粉探伤机一直作为一种探伤设备，采用季度性能检验的方法管理使用。后来出版了校准规范，但由于磁粉探伤机是固定安装式设备，无法送检，加之具备校准磁粉探伤机资质的校准机构较少，仅有的校准机构由于受校准设备的限制不能对所有探伤用途的磁粉探伤机进行校准。而目前市场上又没有成型的校准设备。

针对上述相关技术中对磁粉探伤机的校准存在无法进行有效校准的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种磁粉探伤机校准设备、方法以及装置，以至少解决相关技术中对磁粉探伤机的校准存在无法进行有效校准的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种磁粉探伤机校准设备，包括：电流测量装置和数据处理器，电流测量装置，用于采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流；数据处理器，用于根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

可选地，该磁粉探伤机校准设备还包括：模拟数字AD转换芯片，用于将电流测量装置采集到的探伤电流对应的模拟信号转化为支持采集的标准信号；虚拟仪器，用于将标准信号转化为探伤电流对应的数字信号。

可选地，探伤电流对应的频率范围为0-2OkHZ。

可选地，数据处理器，还用于根据探伤电流确定磁粉探伤机的磁化电流示值误差，根据确定的磁化电流示值误差对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种磁粉探伤机校准方法，包括：采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流；根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

可选地，在根据采集到的所述探伤电流对所述磁粉探伤机的电流参数进行校准之前，还包括：将电流测量装置采集到的探伤电流对应的模拟信号转化为支持采集的标准信号；将标准信号转化为探伤电流对应的数字信号。

可选地，探伤电流对应的频率范围为0-2OkHZ。

可选地，根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准包括：根据探伤电流确定磁粉探伤机的磁化电流示值误差；根据确定的磁化电流示值误差对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种磁粉探伤机校准装置，包括：采集单元，用于采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流；校准单元，用于根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

可选地，该磁粉探伤机校准装置还包括：第一转化单元，在根据采集到的所述探伤电流对所述磁粉探伤机的电流参数进行校准之前，用于将电流测量装置采集到的探伤电流对应的模拟信号转化为支持采集的标准信号；第二转化单元，用于将标准信号转化为探伤电流对应的数字信号。

可选地，探伤电流对应的频率范围为0-2OkHZ。

可选地，校准单元包括：确定模块，用于根据探伤电流确定磁粉探伤机的磁化电流示值误差；校准模块，用于根据确定的磁化电流示值误差对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述中任意一项的磁粉探伤机校准方法。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的磁粉探伤机校准方法。

在本发明实施例中，利用电流测量装置采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流；与上述电流测量装置连接的数据处理器根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准。由于利用电流测量装置采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流，有效减小了相关技术中在对磁粉探伤机进行校准时，由于磁粉探伤电流大、电流种类繁多等导致的对磁粉探伤机的校准困难的弊端，进而解决了相关技术中对磁粉探伤机的校准存在测量精度低、测量困难的技术问题，提高了对磁粉探伤机的校准的准确性以及校准的效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的磁粉探伤机校准设备的示意图；

图2是根据本发明实施例的磁粉探伤机校准方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的磁粉探伤机校准装置的示意图；

图4是根据本发明实施例的可选的磁粉探伤机校准装置的示意图；以及

图5是根据本发明实施例的可选的磁粉探伤机校准装置中校准单元33的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于说明，下面对本发明实施例中出现的部分名词或者术语进行说明。

磁粉探伤机：是一种无损检测设备，主要是为磁粉探伤提供所需要的磁化电流或磁通的探伤设备，磁粉探伤是利用工件缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用，它利用了钢铁制品表面和近表面缺陷磁导率和钢铁磁导率的差异，磁化后这些材料不连续处的磁场将发生畸变，形成部分磁通泄露处工件表面产生了漏磁场，从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积-磁痕，在适当的条件下，显现出缺陷位置和形状，对这些磁粉的堆积加以观察和解释，就实现了磁粉探伤。

罗氏线圈：又称电流测量线圈、微分电流传感器，是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。输出信号是电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流。

标准信号：是物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号值。

在相关技术中，在对磁粉探伤机进行校准时，可以考虑采用钳形电流表和电流互感器。然而，钳形电流表存在量程小,目前最大量程仅2000A，测量精度低，最大准确度仅1.5级；电流互感器又存在接入穿心问题，它校准磁粉探伤机需要接入测棒等穿心设施，而且由于磁粉探伤机规格较多，电流较大，测棒又无法满足所有磁粉探伤机，且重量重，携带困难。

基于上述问题，在本实施例中，提供了一种磁粉探伤机校准装置，该装置采用罗氏线圈感应原理测量电流的方法来实现对磁粉探伤机的校准。该装置所包括的电流采样测量系统，频带宽，在流经磁粉探伤机的带宽在0－2OkHZ范围内的各种电流均可被真实地测量；而且，不受磁场干扰，能避免磁粉探伤机各种漏磁干扰产生的误差，测量准确性高，反应快，与测量电流同步性好。而且线性好，一致性强、安全隔离，可满足各种输出电流的测量，安装方便，省去了测试棒等测量附件的制备，简化现场校准仪与被测试设备的连接。

针对上述问题，本发明实施例通过采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流，然后根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准，充分利用了罗氏线圈感应原理测量电流来实现对被测量仪器的校准，通过本发明实施例提供的磁粉探伤机校准设备有效减少了在对磁粉探伤机的校准时，因磁粉探伤电流大、电流种类复杂、探伤机规格多，被探伤试件尺寸繁杂等导致无法有效校准的弊端，进而解决了相关技术中对磁粉探伤机的校准存在无法有效校准(测量精度低、测量困难)的技术问题。

下面进行详细说明。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种磁粉探伤机校准设备，图1是根据本发明实施例的磁粉探伤机校准设备的示意图，如图1所示，该磁粉探伤机校准设备包括：电流测量装置11和数据处理器13，下面对该磁粉探伤机校准设备进行详细说明。

电流测量装置11，用于采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流。

数据处理器13，与上述电流测量装置连接，用于根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

通过本发明实施例提供的磁粉探伤机校准设备，利用电流测量装置11采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流；与上述电流测量装置连接的数据处理器13根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准。由于利用电流测量装置11采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流，有效减小了相关技术中在对磁粉探伤机进行校准时，由于磁粉探伤电流大、电流种类繁多等导致的对磁粉探伤机无法进行有效校准的弊端，进而解决了相关技术中对磁粉探伤机的校准存在无法进行有效校准(即测量精度低、测量困难)的技术问题，提高了对磁粉探伤机的校准的准确性以及校准的效率。

由于上述电流采集装置采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流为模拟信号，为使得校准的结果更为准确，该磁粉探伤机校准设备还可以包括：模拟数字AD转换芯片，用于将电流测量装置采集到的探伤电流对应的模拟信号转化为支持采集的标准信号；虚拟仪器，用于将标准信号转化为探伤电流对应的数字信号。具体地，利用模拟数字AD转换芯片将电流测量装置采集到的探伤电流对应的模拟信号转化为支持采集的标准信号，然后将该标准信号存储到虚拟仪器的数据采集卡中，再由虚拟仪器根据需要将存储在数据采集卡中的标准信号转化为数字信号，提供给计算机，由计算机对转化后的数字信号进行处理，完成整个磁粉探伤机电流参数的校准。

需要说明的是，探伤电流对应的频率范围可以为0-2OkHZ，即可以支持多种探伤电流的采集，使得校准范围更为大，方便更多被校准磁粉探伤机的校准。

为了完成对磁粉探伤机的电流参数进行校准，该数据处理器，具体用于根据探伤电流确定磁粉探伤机的磁化电流示值误差，根据确定的磁化电流示值误差对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

需要说明的是，该磁粉探伤机校准设备除包括电流测量装置，还可能包括：用于对磁粉探伤机校准设备中的剩磁进行测量的剩磁测量装置、用于对磁粉探伤机校准设备中涉及的光线进行测量的光测量装置、以及一些执行校准过程中涉及到的标准试片等。另外，磁粉探伤机校准设备由直流电源模块给电流测量装置提供稳定的工作电压，电流测量装置将采集到的探伤机磁化电流(即上述所指的探伤电流)转换成虚拟仪器所能接受的电信号，由虚拟仪器对采集到的电信号进行分析处理，实现磁粉探伤机电流参数在线测量。

电流测量装置可以通过测量模型对罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流进行测量，其中，测量模型可以通过第一公式来表示，其中，第一公式是： 其中，δ表示探伤机磁化电流示值误差；Ix表示被校探伤机磁化电流示值(被校准的探伤电流)；I₀表示被校探伤机磁化电流实际值(即用于对探伤电流进行校准的真实标准值)。

由上述第一公式得出的灵敏系数C₁以及C₂可以通过第二以及第三公式来表示，其中第二公式是：

由测量不重复性引入的标准不确定度分量u₁：在规定的校准条件下，在磁粉探伤机磁化电流为1000A点进行独立重复测量10次，得到系列测量值，1024.2A；1023.0A；1020.4A；1025.3A；1023.2A；1025.6A；1018.5A；1021.4A；1024.7A；1019.8A。就按得到：I₀＝＝1022.61A，标准偏差：则标准不确定度：

由于电流采样测量系统的最大允许误差引入的不准确度分量u₂：由电流采样测量系统最大允许误差为±0.5％，按均匀分布，取则由该点的最大允许误差引入的标准不确定度分量，

合成标准不确定度：由于以上各量互不相关，彼此独立，则合成标准不确定度： 扩展不确定度：Ur＝k u_c＝0.56％，其中，k＝2，则1000A点的相对扩展不确定度：Urel＝0.56％。

由此可见，用本方法校准5级磁粉探伤机得到的测量结果不确定度为0.56％，磁粉探伤机的最大允许误差规程中最高为±5％，小于磁粉探伤机最大允许误差的1/3，符合量值传递原则，故本方法很好地满足了校准要求。

综合上述实施例，利用罗氏线圈感应原理、配以虚拟仪器或数字多用表(可加电脑软件参与数据采集计算，本发明实施例采用虚拟仪器配以电脑来实现)来实现电流的测量，所以克服了钳形电流表存在量程小、精度低的局限，省去了过去互感器测量需要制备测试棒等测量附件，进而达到了简化现场校准仪与测试设备的连接，使磁粉探伤机得以实现各种规格、各种尺寸的校准，而且校准精度高。

根据本发明实施例，还提供了一种磁粉探伤机校准方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2是根据本发明实施例的磁粉探伤机校准方法的流程图，如图2所示，该磁粉探伤机校准方法包括如下步骤：

步骤S202，采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流。

步骤S204，根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

通过上述步骤，采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流，然后根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准，由于罗氏线圈既可以测量带宽在20kHZ范围内的各种电量，也可以真实地采集到流过被测试件的电流，有效减小了相关技术中在对磁粉探伤机进行校准时，由于磁粉探伤电流大、电流种类繁多等导致的对磁粉探伤机的校准困难的弊端，进而解决了相关技术中对磁粉探伤机的校准存在无法进行有效校准(测量精度低、测量困难的)技术问题，提高了对磁粉探伤机的校准的准确性以及校准的效率。

在上述步骤S202至步骤S204中，由于采用罗氏线圈感应原理测量探伤电流，由于罗氏线圈可以测量带宽在20kHZ范围内的各种电量，也可以真实地采集到流过被测试件的电流，不受磁场干扰，能够避免磁粉探伤机各种漏磁干扰产生的误差，测量准确性高、反应快，与被测电流同步性好，另外，其线性好，一致性强、安全隔离，可满足各种电流测量，安装方便，简化了现场校准仪与测试设备的连接。

需要说明的是上述采集到的探伤电流是模拟信号，为提高校准过程中校准的准确性，该磁粉探伤机校准方法还可以包括：将电流测量装置采集到的探伤电流对应的模拟信号转化为支持采集的标准信号；将标准信号转化为探伤电流对应的数字信号。

另外，本发明提供的磁粉探伤机校准方法中采集的是罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流，所以可以测量的电流的范围比较广泛，探伤电流对应的频率范围可以为0-2OkHZ。

为了使对磁粉探伤机的电流参数进行的校准更加精确，根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准可以包括：根据探伤电流确定磁粉探伤机的磁化电流示值误差；根据确定的磁化电流示值误差对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

本申请实施例还提供了一种磁粉探伤机校准装置，需要说明的是，本申请实施例的磁粉探伤机校准装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于磁粉探伤机校准方法。以下对本申请实施例提供的磁粉探伤机校准装置进行介绍。

图3是根据本发明实施例的磁粉探伤机校准装置的示意图，如图3所示，该磁粉探伤机校准装置包括：采集单元31以及校准单元33，下面对该磁粉探伤机校准装置进行详细说明。

采集单元31，用于采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流。

校准单元33，与上述采集单元31连接，用于根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

通过本发明实施例提供的磁粉探伤机校准装置，利用采集单元31，用于采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流；校准单元33，用于根据采集到的探伤电流对磁粉探伤机的电流参数进行校准。由于采集的是通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流，不受磁场干扰，能避免磁粉探伤机各种漏磁干扰产生的误差，有效减小了相关技术中在对磁粉探伤机进行校准时，由于磁粉探伤电流大、电流种类繁多等导致的对磁粉探伤机的校准困难的弊端，进而解决了相关技术中对磁粉探伤机的校准存在测量精度低、测量困难的技术问题，提高了对磁粉探伤机的校准的准确性以及校准的效率。

图4是根据本发明实施例的可选的磁粉探伤机校准装置的示意图，如图4所示，该磁粉探伤机校准装置还包括：

第一转化单元41，与上述采集单元31连接，在根据采集到的所述探伤电流对所述磁粉探伤机的电流参数进行校准之前，用于将电流测量装置采集到的探伤电流对应的模拟信号转化为支持采集的标准信号。

第二转化单元43，与上述校准单元33以及上述第一转化单元41连接，用于将标准信号转化为探伤电流对应的数字信号。

可选地，探伤电流对应的频率范围为0-2OkHZ。

图5是根据本发明实施例的可选的磁粉探伤机校准装置中校准单元33的示意图，如图5所示，该校准单元33包括：

确定模块51，用于根据探伤电流确定磁粉探伤机的磁化电流示值误差。

校准模块53，与上述确定模块51连接，用于根据确定的磁化电流示值误差对磁粉探伤机的电流参数进行校准。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述中任意一项的磁粉探伤机校准方法。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的磁粉探伤机校准方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种磁粉探伤机校准设备，其特征在于，包括：电流测量装置和数据处理器，

电流测量装置，用于采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流；

数据处理器，用于根据采集到的所述探伤电流对所述磁粉探伤机的电流参数进行校准。

2.根据权利要求1所述的磁粉探伤机校准设备，其特征在于，还包括：

模拟数字AD转换芯片，用于将所述电流测量装置采集到的所述探伤电流对应的模拟信号转化为支持采集的标准信号；

虚拟仪器，用于将所述标准信号转化为所述探伤电流对应的数字信号。

3.根据权利要求1所述的磁粉探伤机校准设备，其特征在于，所述探伤电流对应的频率范围为0-2OkHZ。

4.根据权利要求1所述的磁粉探伤机校准设备，其特征在于，所述数据处理器，还用于根据所述探伤电流确定所述磁粉探伤机的磁化电流示值误差，根据确定的所述磁化电流示值误差对所述磁粉探伤机的电流参数进行校准。

5.一种磁粉探伤机校准方法，其特征在于，包括：

采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流；

根据采集到的所述探伤电流对所述磁粉探伤机的电流参数进行校准。

6.根据权利要求5所述的磁粉探伤机校准方法，其特征在于，在根据采集到的所述探伤电流对所述磁粉探伤机的电流参数进行校准之前，还包括：

将电流测量装置采集到的所述探伤电流对应的模拟信号转化为支持采集的标准信号；

将所述标准信号转化为所述探伤电流对应的数字信号。

7.根据权利要求5所述的磁粉探伤机校准方法，其特征在于，所述探伤电流对应的频率范围为0-2OkHZ。

8.根据权利要求5所述的磁粉探伤机校准方法，其特征在于，根据采集到的所述探伤电流对所述磁粉探伤机的电流参数进行校准包括：

根据所述探伤电流确定所述磁粉探伤机的磁化电流示值误差；

根据确定的所述磁化电流示值误差对所述磁粉探伤机的电流参数进行校准。

9.一种磁粉探伤机校准装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集通过罗氏线圈感应出的流经磁粉探伤机的探伤电流；

校准单元，用于根据采集到的所述探伤电流对所述磁粉探伤机的电流参数进行校准。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求5至8中任意一项所述的磁粉探伤机校准方法。

11.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求5至8中任意一项所述的磁粉探伤机校准方法。