CN108828059A - 电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法及装置 - Google Patents

电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法及装置,其中,方法包括:对待测管道进行多场耦合磁化;对管道进行缺陷检测;对缺陷处的信号进行采集,以得到缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号;对缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行预处理;对预处理后的三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行解耦分析,以得到解耦后的缺陷漏磁信号和涡流阻抗电信号;对解耦后的涡流阻抗电信号进行阻抗分析,并进行缺陷类型区分,以区分出腐蚀缺陷和裂纹缺陷;对解耦后的缺陷漏磁信号进行量化分析,并采用神经网络缺陷量化方法对缺陷的尺寸进行量化评价。该方法可以准确识别管道中的腐蚀和裂纹缺陷并进行尺寸量化,有效实现缺陷的综合检测评价。

Description

电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法及装置
技术领域
本发明涉及电磁无损检测技术领域,特别涉及一种电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法及装置。
背景技术
在电磁无损检测中,对管道等铁磁性材料进行缺陷检测和评价是对被测工件安全评估的基础。最常见的缺陷类型包括腐蚀缺陷和裂纹缺陷,腐蚀缺陷是管道等铁磁性材料在使用过程中最容易产生的一种缺陷,严重时会导致工件的失效或破坏;裂纹缺陷是管道等铁磁性材料在使用过程中最最危险的一种缺陷,是导致工件发生脆性破坏的因素,同时又会促进裂纹的进一步扩大。因此,对腐蚀和裂纹缺陷的综合检测意义重大。然而,现有的漏磁检测技术仅能检测腐蚀缺陷,难以有效检测裂纹缺陷。
相关技术中,管道环焊缝类裂纹缺陷三轴漏磁内检测线信号判定方法,利用三轴高清晰漏磁内检测线信号特征判定管道环焊缝类裂纹缺陷尺寸,但该方法仅能对管道环焊缝类的裂纹缺陷进行识别和判定,无法有效识别非环焊缝处的疲劳裂纹、腐蚀裂纹等缺陷。另外,基于交直流复合磁化的漏磁检测内外壁缺陷的识别方法,采用交直流复合磁化的方法进行缺陷识别,但该方法仅能识别内外壁缺陷,不能进一步识别腐蚀和裂纹缺陷,且无法进行缺陷量化评价。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本发明的一个目的在于提出一种电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法,该方法可以准确识别管道中的腐蚀和裂纹缺陷并进行尺寸量化,有效实现缺陷的综合检测评价。
本发明的另一个目的在于提出一种电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置。
为达到上述目的,本发明一方面实施例提出了一种电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法,包括以下步骤:步骤S1:对待测管道进行多场耦合磁化;步骤S2:沿管道轴向匀速前进,以对管道进行缺陷检测;步骤S3:对缺陷处的信号进行采集,以得到缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号;步骤S4:对所述缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行预处理;步骤S5:对预处理后的所述三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行解耦分析,以得到解耦后的缺陷漏磁信号和涡流阻抗电信号;步骤S6:对所述解耦后的涡流阻抗电信号进行阻抗分析,并根据信号的相位角进行缺陷类型区分,以区分出腐蚀缺陷和裂纹缺陷;步骤S7:对所述解耦后的缺陷漏磁信号进行量化分析,并采用神经网络缺陷量化方法对缺陷的尺寸进行量化评价。
本发明实施例的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法,通过多场耦合磁化,有效提高了获取缺陷信息的多向同步探测能力,结合缺陷泄漏磁信号和阻抗电信号进行综合分析评价,能够同时检测管道中的腐蚀和裂纹缺陷,并在区分缺陷类型后,进一步结合漏磁检测信号进行缺陷尺寸量化,有效实现缺陷的综合检测评价,克服了单一漏磁检测技术无法有效识别裂纹缺陷的限制,可靠性高、检测速度快、易于实现自动化,并且可以适用于各种铁磁性管道、钢板的缺陷检测评价中,具有较为广阔的应用前景。
另外,根据本发明上述实施例的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法还可以具有以下附加的技术特征:
进一步地,在本发明的一个实施例中,所述对待测管道进行多场耦合磁化,进一步包括:采用永磁体或直流线圈提供饱和直流磁化场,同时采用交流线圈提供高频交流磁化场,其中,所述高频交流激励频率在20-100kHz范围内,且交流磁化方向沿管道径向,直流磁化方向沿管道轴向。
进一步地,在本发明的一个实施例中,所述对缺陷处的信号进行采集,进一步包括:采集空间磁场沿管道轴向、周向和径向的泄漏磁场强度。
进一步地,在本发明的一个实施例中,解耦公式为:
B′x=Bx
B′y=By
其中,B′x、B′y、B′z表示解耦后的三维磁信号,E′分别表示解耦后的电信号,x、y、z分别表示沿着管道轴向、周向和径向方向,ω和分别表示交流激励信号的频率和初相角,n和s分别表示检测线圈的匝数和面积,为微分算子,Bx、By、Bz表示三维磁信号,E表示电信号。
进一步地,在本发明的一个实施例中,所述对所述解耦后的涡流阻抗电信号进行阻抗分析,并根据信号的相位角进行缺陷类型区分,进一步包括:根据所述解耦后的涡流阻抗电信号绘制其阻抗平面图,并计算信号的相角范围α,α∈[-90°,90°],其中,在-60°<α<60°时,判断为腐蚀缺陷;在-90°≤α≤-60°或60°≤α≤90°时,判断为裂纹缺陷。
进一步地,在本发明的一个实施例中,所述对所述解耦后的缺陷漏磁信号进行量化分析,并采用神经网络缺陷量化方法对缺陷的尺寸进行量化评价,进一步包括:采用神经网络缺陷量化分析方法分别对腐蚀缺陷的泄漏磁信号和裂纹缺陷的泄漏磁信号建立神经网络量化模型,并输入为所述解耦后的缺陷漏磁信号,输出为缺陷的长、宽、深的量化值。
为达到上述目的,本发明另一方面实施例提出了一种电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置,包括:多场耦合磁化模块,用于对待测管道进行多场耦合磁化;信号检测模块,用于沿管道轴向匀速前进,以对管道进行缺陷检测;信号拾取模块,用于对缺陷处的信号进行采集,以得到缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号;信号处理模块,用于对所述缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行预处理;信号分析模块,用于对预处理后的所述三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行解耦分析,以得到解耦后的缺陷漏磁信号和涡流阻抗电信号,并对所述解耦后的涡流阻抗电信号进行阻抗分析,并根据信号的相位角进行缺陷类型区分,以区分出腐蚀缺陷和裂纹缺陷,以及对所述解耦后的缺陷漏磁信号进行量化分析,并采用神经网络缺陷量化方法对缺陷的尺寸进行量化评价。
本发明实施例的电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置,通过多场耦合磁化,有效提高了获取缺陷信息的多向同步探测能力,结合缺陷泄漏磁信号和阻抗电信号进行综合分析评价,能够同时检测管道中的腐蚀和裂纹缺陷,并在区分缺陷类型后,进一步结合漏磁检测信号进行缺陷尺寸量化,有效实现缺陷的综合检测评价,克服了单一漏磁检测技术无法有效识别裂纹缺陷的限制,可靠性高、检测速度快、易于实现自动化,并且可以适用于各种铁磁性管道、钢板的缺陷检测评价中,具有较为广阔的应用前景。
另外,根据本发明上述实施例的电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置还可以具有以下附加的技术特征:
进一步地,在本发明的一个实施例中,所述多场耦合磁化模块采用永磁体或直流线圈提供饱和直流磁化场,同时采用交流线圈提供高频交流磁化场。
进一步地,在本发明的一个实施例中,所述信号拾取模块包括磁传感器和检测线圈,所述磁传感器采集缺陷处的泄漏磁场强度,所述检测线圈将缺陷处的磁场信号转化为阻抗电信号进行采集。
进一步地,在本发明的一个实施例中,还包括:驱动模块和电源管理模块。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本发明一个实施例的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法的流程图;
图2为根据本发明一个具体实施例的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法的流程图;
图3为根据本发明一个实施例的管道缺陷综合检测评价装置结构示意图图;
图4为根据本发明一个实施例的管道轴向、周向和径向具体方位示意图;
图5为根据本发明一个实施例的磁化特性曲线和磁导率曲线示意图;
图6为根据本发明一个实施例的多场耦合磁化下信号拾取示意图;
图7为根据本发明一个实施例的腐蚀缺陷的阻抗信号图;
图8为根据本发明一个实施例的裂纹缺陷的阻抗信号图;
图9为根据本发明一个实施例的电磁多场耦合缺陷综合检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法及装置,首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法。
图1是本发明一个实施例的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法的流程图。
如图1所示,该电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法包括以下步骤:
步骤S1:对待测管道进行多场耦合磁化。
进一步地,在本发明的一个实施例中,对待测管道进行多场耦合磁化,进一步包括:采用永磁体或直流线圈提供饱和直流磁化场,同时采用交流线圈提供高频交流磁化场,其中,高频交流激励频率在20-100kHz范围内,且交流磁化方向沿管道径向,直流磁化方向沿管道轴向。
可以理解的是,如图2所示,本发明实施例对待测管道进行多场耦合磁化,其中,采用永磁体或直流线圈提供饱和直流磁化场,同时采用交流线圈提供高频交流磁化场。
具体而言,如图3所示,多场耦合磁化模块中交流线圈提供的高频交流激励频率在20-100kHz范围内,交流磁化方向沿管道径向;直流磁化方向沿管道轴向。
进一步地,本发明实施例对待测管道1进行多场耦合磁化,其中,采用永磁体2提供饱和直流磁化场,直流磁化方向沿管道轴向;同时采用交流线圈3提供高频交流磁化场,交流磁化方向沿管道径向,高频交流激励频率为65kHz。图4给出了管道轴向、周向和径向的具体方位示意图。图5给出了管道磁化特性曲线和磁导率曲线示意图,可以看出,在饱和磁化下,管道1的磁导率μ显著减小,由趋肤深度公式其中f为激励频率,ξ为管道1的电导率,可知,交流磁化下的涡流趋肤深度将显著增大,从而可以实现对整个管道壁中缺陷的有效检测。
步骤S2:沿管道轴向匀速前进,以对管道进行缺陷检测。
可以理解的是,如图2所示,本发明实施例实施管道缺陷检测,检测器沿管道轴向匀速前进,其中,检测器的检测速度控制在0.1-5m/s范围内。
具体而言,如图3所示,实施管道缺陷检测,检测器沿管道1轴向匀速前进,其中,检测器的检测速度控制在1.0m/s左右。检测器的驱动模块由驱动皮碗4和防撞头5组成,驱动皮碗4与管道1紧密接触,通过在驱动皮碗4两侧产生一定的压差,推动检测器前进。检测器的电源管理模块由支撑皮碗6和电池包7组成,为检测器提供所需电能。驱动模块和电源管理模块均由万向节8与其他模块连接,里程轮9在检测过程中用于记录检测的里程数。
步骤S3:对缺陷处的信号进行采集,以得到缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号。
可以理解的是,如图2所示,本发明实施例采用信号拾取模块对缺陷处的信号进行采集,其中,信号拾取模块中,包括磁传感器和检测线圈,磁传感器采集缺陷处的泄漏磁场强度,检测线圈将缺陷处的磁场信号转化为阻抗电信号进行采集。
进一步地,在本发明的一个实施例中,对缺陷处的信号进行采集,进一步包括:采集空间磁场沿管道轴向、周向和径向的泄漏磁场强度。
可以理解的是,如图3所示,信号拾取模块中磁传感器为三维磁传感器,可以同时采集空间磁场沿管道轴向、周向和径向的泄漏磁场强度。
具体而言,如图3所示,采用信号拾取模块对缺陷10处的信号进行采集,多场耦合磁化下信号拾取示意图如图6所示,其中,信号拾取模块包括三维磁传感器11和检测线圈12,三维磁传感器11可以同时采集缺陷10处的空间磁场沿管道轴向、周向和径向的泄漏磁场强度,检测线圈12将缺陷10处的磁场信号转化为阻抗电信号进行采集。
步骤S4:对缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行预处理。
可以理解的是,如图2所示,通过信号处理模块对采集到的磁信号和电信号进行处理,包括放大、滤波、模数转换等。
具体而言,如图3所示,本发明实施例通过信号处理模块对采集到的磁信号和电信号进行处理,包括放大、滤波、模数转换等,获得的三维泄漏磁信号Bx、By、Bz和阻抗电信号E。
步骤S5:对预处理后的三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行解耦分析,以得到解耦后的缺陷漏磁信号和涡流阻抗电信号。
可以理解的是,如图2所示,将获得的磁信号和电信号进行解耦分析,得到解耦后的缺陷漏磁信号和涡流阻抗电信号。
进一步地,在本发明的一个实施例中,解耦公式为:
B′x=Bx
B′y=By
其中,B′x、B′y、B′z表示解耦后的三维磁信号,E′分别表示解耦后的电信号,x、y、z分别表示沿着管道轴向、周向和径向方向,ω和分别表示交流激励信号的频率和初相角,n和s分别表示检测线圈的匝数和面积,为微分算子,Bx、Bv、Bz表示三维磁信号,E表示电信号。具体地,信号分析模块中,通过上述的解耦公式对获得的三维磁信号Bx、By、Bz和电信号E进行解耦分析,从而得到解耦后的缺陷漏磁信号和涡流阻抗电信号,且满足如下等式:
其中,v为检测器检测时在管道中的行进速度。
步骤S6:对解耦后的涡流阻抗电信号进行阻抗分析,并根据信号的相位角进行缺陷类型区分,以区分出腐蚀缺陷和裂纹缺陷。
进一步地,在本发明的一个实施例中,对解耦后的涡流阻抗电信号进行阻抗分析,并根据信号的相位角进行缺陷类型区分,进一步包括:根据解耦后的涡流阻抗电信号绘制其阻抗平面图,并计算信号的相角范围α,α∈[-90°,90°],其中,在-60°<α<60°时,判断为腐蚀缺陷;在-90°≤α≤-60°或60°≤α≤90°时,判断为裂纹缺陷。
具体而言,本发明实施例对解耦后的电信号进行阻抗分析,根据信号的相位角进行缺陷类型区分,区分出腐蚀缺陷和裂纹缺陷。通过计算获得解耦后的缺陷阻抗电信号,以阻抗实部为横坐标,阻抗虚部为纵坐标绘制其阻抗平面图,并计算信号的相角范围α,其中α∈[-90°,90°]。
当-60°<α<60°时,判断为腐蚀缺陷;
当-90°≤α≤-60°或60°≤α≤90°时,判断为裂纹缺陷。
图7为腐蚀缺陷对应的阻抗平面图,计算得到其信号的相角为α1=45.2°,满足上述腐蚀缺陷的相角判定条件。图8为裂纹缺陷对于的阻抗平面图,计算得到其信号的相角为α2=89.7°,满足上述裂纹缺陷的相角判定条件。
步骤S7:对解耦后的缺陷漏磁信号进行量化分析,并采用神经网络缺陷量化方法对缺陷的尺寸进行量化评价。
进一步地,在本发明的一个实施例中,对解耦后的缺陷漏磁信号进行量化分析,并采用神经网络缺陷量化方法对缺陷的尺寸进行量化评价,进一步包括:采用神经网络缺陷量化分析方法分别对腐蚀缺陷的泄漏磁信号和裂纹缺陷的泄漏磁信号建立神经网络量化模型,并输入为解耦后的缺陷漏磁信号,输出为缺陷的长、宽、深的量化值。
可以理解的是,如图3所示,信号分析模块中,在进行缺陷类型区分后,利用解耦后的泄漏磁信号对缺陷进行量化分析。采用神经网络缺陷量化分析方法,分别对腐蚀缺陷的泄漏磁信号和裂纹缺陷的泄漏磁信号建立神经网络量化模型,输入为解耦后的缺陷三维泄漏磁信号B′x、B′y、B′z,输出为缺陷的长、宽、深量化值。
举例而言,对解耦后的缺陷漏磁信号进行量化分析,采用神经网络缺陷量化方法对缺陷的尺寸进行量化评价。分别对腐蚀缺陷的泄漏磁信号和裂纹缺陷的泄漏磁信号建立径向基神经网络量化模型,输入为解耦后的缺陷三维泄漏磁信号B′x、B′y、B′z,分别得到腐蚀缺陷的长、宽、深量化值分别为12.4mm、26.5mm和2.6mm,裂纹缺陷的长、深量化值分别为25.6mm和3.4mm(管道壁厚为12mm)。实际的腐蚀缺陷长度为12mm,宽度为26mm,深度为2.4mm;实际的裂纹缺陷长度为28mm,深度为3.6毫米。可以看出,通过本实施例的缺陷综合检测评价方法,可以较为准确地对缺陷类型和尺寸进行识别量化。
根据本发明实施例提出的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法,通过多场耦合磁化,有效提高了获取缺陷信息的多向同步探测能力,结合缺陷泄漏磁信号和阻抗电信号进行综合分析评价,能够同时检测管道中的腐蚀和裂纹缺陷,并在区分缺陷类型后,进一步结合漏磁检测信号进行缺陷尺寸量化,有效实现缺陷的综合检测评价,克服了单一漏磁检测技术无法有效识别裂纹缺陷的限制,可靠性高、检测速度快、易于实现自动化,并且可以适用于各种铁磁性管道、钢板的缺陷检测评价中,具有较为广阔的应用前景。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置。
图9是本发明一个实施例的电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置的结构示意图。
如图9所示,该电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置10包括:多场耦合磁化模块100、信号检测模块200、信号拾取模块300、信号处理模块400和信号分析模块500。
其中,多场耦合磁化模块100用于对待测管道进行多场耦合磁化。信号检测模块200用于沿管道轴向匀速前进,以对管道进行缺陷检测。信号拾取模块300用于对缺陷处的信号进行采集,以得到缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号。信号处理模块400用于对缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行预处理。信号分析模块500用于对预处理后的三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行解耦分析,以得到解耦后的缺陷漏磁信号和涡流阻抗电信号,并对解耦后的涡流阻抗电信号进行阻抗分析,并根据信号的相位角进行缺陷类型区分,以区分出腐蚀缺陷和裂纹缺陷,以及对解耦后的缺陷漏磁信号进行量化分析,并采用神经网络缺陷量化方法对缺陷的尺寸进行量化评价。本发明实施例的装置10可以准确识别管道中的腐蚀和裂纹缺陷并进行尺寸量化,有效实现缺陷的综合检测评价。
进一步地,在本发明地一个实施例中,多场耦合磁化模块100采用永磁体或直流线圈提供饱和直流磁化场,同时采用交流线圈提供高频交流磁化场。
进一步地,在本发明地一个实施例中,信号拾取模块300包括磁传感器和检测线圈,磁传感器采集缺陷处的泄漏磁场强度,检测线圈将缺陷处的磁场信号转化为阻抗电信号进行采集。
进一步地,在本发明地一个实施例中,本发明实施例的装置10还包括:驱动模块和电源管理模块。
需要说明的是,前述对电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置,此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置,通过多场耦合磁化,有效提高了获取缺陷信息的多向同步探测能力,结合缺陷泄漏磁信号和阻抗电信号进行综合分析评价,能够同时检测管道中的腐蚀和裂纹缺陷,并在区分缺陷类型后,进一步结合漏磁检测信号进行缺陷尺寸量化,有效实现缺陷的综合检测评价,克服了单一漏磁检测技术无法有效识别裂纹缺陷的限制,可靠性高、检测速度快、易于实现自动化,并且可以适用于各种铁磁性管道、钢板的缺陷检测评价中,具有较为广阔的应用前景。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:对待测管道进行多场耦合磁化;
步骤S2:沿管道轴向匀速前进,以对管道进行缺陷检测;
步骤S3:对缺陷处的信号进行采集,以得到缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号;
步骤S4:对所述缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行预处理;
步骤S5:对预处理后的所述三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行解耦分析,以得到解耦后的缺陷漏磁信号和涡流阻抗电信号;
步骤S6:对所述解耦后的涡流阻抗电信号进行阻抗分析,并根据信号的相位角进行缺陷类型区分,以区分出腐蚀缺陷和裂纹缺陷;以及
步骤S7:对所述解耦后的缺陷漏磁信号进行量化分析,并采用神经网络缺陷量化方法对缺陷的尺寸进行量化评价。
2.根据权利要求1所述的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法,其特征在于,所述对待测管道进行多场耦合磁化,进一步包括:
采用永磁体或直流线圈提供饱和直流磁化场,同时采用交流线圈提供高频交流磁化场,其中,所述高频交流激励频率在20-100kHz范围内,且交流磁化方向沿管道径向,直流磁化方向沿管道轴向。
3.根据权利要求1所述的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法,其特征在于,所述对缺陷处的信号进行采集,进一步包括:
采集空间磁场沿管道轴向、周向和径向的泄漏磁场强度。
4.根据权利要求1所述的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法,其特征在于,解耦公式为:
B′x=Bx
B′y=By
其中,B′x、B′y、B′z′表示解耦后的三维磁信号,E′分别表示解耦后的电信号,x、y、z分别表示沿着管道轴向、周向和径向方向,ω和分别表示交流激励信号的频率和初相角,n和s分别表示检测线圈的匝数和面积,为微分算子,Bx、By、Bz表示三维磁信号,E表示电信号。
5.根据权利要求1所述的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法,其特征在于,所述对所述解耦后的涡流阻抗电信号进行阻抗分析,并根据信号的相位角进行缺陷类型区分,进一步包括:
根据所述解耦后的涡流阻抗电信号绘制其阻抗平面图,并计算信号的相角范围α,α∈[-90°,90°],其中,
在-60°<α<60°时,判断为腐蚀缺陷;
在-90°≤α≤-60°或60°≤α≤90°时,判断为裂纹缺陷。
6.根据权利要求1所述的电磁多场耦合缺陷综合检测评价方法,其特征在于,所述对所述解耦后的缺陷漏磁信号进行量化分析,并采用神经网络缺陷量化方法对缺陷的尺寸进行量化评价,进一步包括:
采用神经网络缺陷量化分析方法分别对腐蚀缺陷的泄漏磁信号和裂纹缺陷的泄漏磁信号建立神经网络量化模型,并输入为所述解耦后的缺陷漏磁信号,输出为缺陷的长、宽、深的量化值。
7.一种电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置,其特征在于,包括:
多场耦合磁化模块,用于对待测管道进行多场耦合磁化;
信号检测模块,用于沿管道轴向匀速前进,以对管道进行缺陷检测;
信号拾取模块,用于对缺陷处的信号进行采集,以得到缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号;
信号处理模块,用于对所述缺陷处的三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行预处理;
信号分析模块,用于对预处理后的所述三维泄漏磁信号和阻抗电信号进行解耦分析,以得到解耦后的缺陷漏磁信号和涡流阻抗电信号,并对所述解耦后的涡流阻抗电信号进行阻抗分析,并根据信号的相位角进行缺陷类型区分,以区分出腐蚀缺陷和裂纹缺陷,以及对所述解耦后的缺陷漏磁信号进行量化分析,并采用神经网络缺陷量化方法对缺陷的尺寸进行量化评价。
8.根据权利要求7所述的电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置,其特征在于,所述多场耦合磁化模块采用永磁体或直流线圈提供饱和直流磁化场,同时采用交流线圈提供高频交流磁化场。
9.根据权利要求7所述的电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置,其特征在于,所述信号拾取模块包括磁传感器和检测线圈,所述磁传感器采集缺陷处的泄漏磁场强度,所述检测线圈将缺陷处的磁场信号转化为阻抗电信号进行采集。
10.根据权利要求7所述的电磁多场耦合缺陷综合检测评价装置,其特征在于,还包括:驱动模块和电源管理模块。
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