CN110470726B - 基于多频电磁的钢质管道缺陷检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多频电磁的钢质管道缺陷检测方法及装置。其中，该方法包括：对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流，其中，待检测管道接通交变电流后发生电磁效应；通过检测并记录待检管道产生的磁感应强度；根据磁感应强度分布，确定待检测管道的缺陷位置，量化缺陷大小。本发明解决了相关技术中的钢管缺陷检测技术，使用条件要求高，适用范围较小的技术问题。

Description

基于多频电磁的钢质管道缺陷检测方法及装置

技术领域

本发明涉及管道缺陷无损检测领域，具体而言，涉及一种基于多频电磁的钢质管道缺陷检测方法及装置。

背景技术

目前埋地钢质管道金属损失检测技术主要有：内检测技术、瞬变电磁技术、磁记忆检测技术。内检测技术：实施内检测需要管道有收发球筒、要求管道没有斜接弯头、要求管道内径不能有太大变化、要求管道内无异物、要求管道运行压力及介质流速能够满足检测器运行要求、要求管道内介质温度满足检测器正常运行、要求介质腐蚀性不影响检测设备的正常工作，目前受检测设备体积的局限性能够实施内检测的管径最小为

不能检测不锈钢材质的管道。瞬变电磁及磁记忆检测技术：需要提前对管道进行定位；抗环境干扰能力弱(周围有电磁干扰将无法实施检测)。

因此，相关技术中的钢管缺陷检测技术，使用条件要求高，适用范围较小。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施提供了一种基于多频电磁的钢质管道缺陷检测方法及装置，至少解决相关技术中的钢管缺陷检测技术，使用条件要求高，适用范围较小的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于多频电磁的钢质管道缺陷检测方法，包括：对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流，其中，所述待检测管道接通所述交变电流后发生电磁效应；通过检测所述待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布；根据所述磁感应强度分布，确定所述待检测管道的缺陷位置并量化缺陷大小。

可选的，对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流包括：将所述待检测管道与激励电源接入同一回路，其中，所述激励电源用于通过所述回路向所述待检测管道施加多个预定频率和预定电流的所述交变电流；将多个所述预定频率和所述预定电流的交变电流，同时向所述待检测管道施加。

可选的，将多个所述预定频率和所述预定电流的交变电流，同时向所述待检测管道施加之前包括：根据所述待检测管道的几何尺寸，确定用于选取多个所述预定频率的选取频段；根据所述选取频段，选取多个所述预定频率。

可选的，根据所述待检测管道的几何尺寸，确定用于选取多个所述预定频率的选取频段包括：根据所述待检测管道的厚度，确定所述选取频段的下限值，其中，所述下限值频率的交变电流的趋肤深度，不小于所述待检测管道的厚度；根据所述待检测管道的要求检测的最小缺陷深度，确定所述选取频段的上限值，其中，所述上限值对应的交变电流的趋肤深度，不大于所述需要检测缺陷的最小深度或者要求检测缺陷深度的精度。

可选的，通过检测所述待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布包括：检测所述待检测管道产生的磁感应强度，生成所述待检测管道产生的磁感应强度分布曲线；根据所述磁感应强度分布，确定所述待检测管道的缺陷位置包括：根据所述磁感应强度的所述分布曲线的异常部分，确定所述缺陷的位置及量化缺陷大小。

可选的，根据所述磁感应强度分布曲线的异常部分，确定所述缺陷位于所述待检测管道的位置包括：根据所述磁感应强度分布曲线的异常部分的位置，确定所述缺陷在所述待检测管道的里程位置；根据所述磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况，确定所述缺陷在所述待检测管道的内表面或外表面。

可选的，根据所述不同频率的磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况，确定所述缺陷在所述待检测管道的所述位置的内表面或外表面包括：所述磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况为第一变化情况的情况下，确定所述缺陷位于所述待检测管道的外表面，其中，所述第一变化情况为，所有频率的磁感应强度分布曲线均发生相同形态的异常变化；和/或，所述磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况为第二变化情况的情况下，确定所述缺陷位于所述待检测管道的内表面，其中，所述第二变化情况为，只有低频率的磁感应强度曲线分布存在异常变化，高频率的磁感应强度分布曲线没有异常反应。

可选的，根据所述磁感应强度分布，确定所述待检测管道的缺陷位置之后，还包括：在所述缺陷位于所述待检测管道的外表面的情况下，根据所述磁感应强度分布曲线，分析多个频率信号的异常变化量，确定所述缺陷深度；和/或，在所述缺陷位于所述待检测管道的内表面的情况下，根据导致所述异常部分消失的磁感应强度曲线频率，对应的趋肤深度与管道壁厚的差值，确定所述缺陷深度，其中，所述目标预设频率的交变电流的趋肤深度小于所述待检测管道的剩余厚度时，相应频率的异常部分消失。

可选的，多个所述预定频率为所述待检测管道所处环境的干扰信号频段之外的频率。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于多频电磁的钢质管道缺陷检测装置，包括：多频电流施加模块，用于对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流，其中，所述待检测管道接通所述交变电流后发生电磁效应；第一确定模块，用于通过检测所述待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布；第二确定模块，用于根据所述磁感应强度分布，确定所述待检测管道的缺陷位置及缺陷量化。

根据本发明实施的另一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述中任意一项所述的方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任意一项所述的方法。

在本发明实施例中，采用对待检测管道施加多个预定频率和预定电流大小的交变电流，通过接通交变电流使待检测管道发生电磁效应，然后检测待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布情况，根据磁感应强度分布情况，确定待检测管道的缺陷位置及量化缺陷大小的方式，通过多个预定频率和预定电流的交变电流对待检测管道进行缺陷检测，根据待检测管道产生的磁场分布确定缺陷位置及量化缺陷大小，达到了方便快捷进行缺陷检测，且使用管道广泛，对能够产生电磁效应的管道都可以使用的目的，从而实现了降低缺陷检测的使用条件，扩展大适用范围的技术效果，进而解决了相关技术中的钢管缺陷检测技术，使用条件要求高，适用范围较小的技术问题。

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一种基于多频电磁的钢质管道缺陷检测方法的流程图；

图2是根据本发明实施方式的激励源与待检管道连接的示意图；

图3a是根据本发明实施方式的管道外缺陷的示意图；

图3b是图3a的侧视图；

图4a是根据本发明实施方式的管道内缺陷的示意图；

图4b是图4a的侧视图；

图5是根据本发明实施方式的无缺陷的管道在各频率下的磁场分布曲线的示意图；

图6是根据本发明实施方式的外缺陷的管道在各频率下的磁场分布曲线的示意图；

图7是根据本发明实施方式的内缺陷的管道在各频率下的磁场分布曲线的示意图；

图8是根据本发明实施方式的外缺陷对不同频率的响应曲线的示意图；

图9是根据本发明实施例的一种基于多频电磁的钢质管道缺陷检测装置的示意图。

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。

下面对本实施例中的一些名词进行解释：

多频电磁：在管道上施加多个已知频率及电流大小的交变电流，管道会产生相应多个频率的交变电磁场。

管道缺陷：由于管道内输送介质及管道周围土壤环境对管道金属的腐蚀或人为造成的金属损失缺陷，含管道内/外壁缺陷。

根据本发明实施例，提供了一种缺陷检测方法的方法实施例，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1是根据本发明实施例的一种基于多频电磁的钢质管道缺陷检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流，其中，待检测管道接通交变电流后发生电磁效应；

步骤S104，通过检测待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布；

步骤S106，根据磁感应强度分布，确定待检测管道的缺陷位置并量化缺陷大小。

通过上述步骤，采用对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流，其中，待检测管道接通交变电流后发生电磁效应；通过检测待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布；根据磁感应强度分布，确定待检测管道的缺陷位置及量化缺陷大小的方式，通过多个预定频率和预定电流的交变电流对待检测管道进行缺陷检测，根据待检测管道的磁场分布确定缺陷位置，达到了方便快捷进行缺陷检测，且使用管道广泛，对能够产生电磁效应的管道都可以使用的目的，从而实现了降低缺陷检测的使用条件，扩展大适用范围的技术效果，进而解决了相关技术中的钢管缺陷检测技术，使用条件要求高，适用范围较小的技术问题。

上述基于多频电磁的钢质管道缺陷检测方法，也即是，通过多频电磁，对管道缺陷进行非接触检测方法。上述待检测管道可以为管道，上述待检测管道需要在多频交变电流下，产生电磁效应。因此上述待检测管道的材质可以为金属，上述待检测管道可以为地埋钢管，在地表上检测该管道的磁感应强度，来确定该地埋管道是否产生缺陷，产生缺陷的位置和大小，可以不用开挖，通过在地面直接测量的方式，对管道是否有缺陷直接进行测量。通过对管道在不同的多频交变电流下，不同的电磁响应分布曲线，确定管道是否有缺陷，缺陷的类型，例如，管道内缺陷，管道外缺陷。缺陷的深度等。上述待检测管道的缺陷检测，不用开挖地面，使用要求低，适用范围广，只需要能够产生电磁效应即可。

上述多个预定频率可以为上述待检测管道所处环境的干扰频段之外的频率，可以有效提高缺陷检测的抗干扰能力。还能够在对后期磁场信号采集和后期处理上，降低难度，提高处理速度，提高处理效率，从而有效提高待检测管道的缺陷检测的效率。

上述磁感应强度分布可以是磁场感应强度沿着一定方向在待检测管道上的分布曲线，可以是横坐标为待检管道的走向，纵坐标可以为磁感应强度。例如，横坐标为管道长度(管道里程)，纵坐标为磁感应强度。

上述根据磁感应强度分布，确定待检测管道的缺陷位置，在上述待检测管道正常无缺陷时，该磁场分布曲线正常，在有缺陷时，与正常的分布曲线明显存在一部分异常的波形，说明该波形部分对应的就是管壁上的缺陷产生的磁场分布。

根据上述异常部分的位置可以确定上述缺陷的位置，根据上述异常部分的波形可以确定缺陷的种类。根据异常部分的磁场强度变化，可以确定缺陷的深度。

上述预定电流，可以是将多个预设频率的交变电流的电流固定，方便后续进行比较和观察。也方便后续数据处理。

可选的，对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流包括：将待检测管道与激励电源接入同一回路，其中，激励电源用于通过回路向待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流；将多个预定频率和预定电流的交变电流，同时向待检测管道施加。

上述激励源为多频交变激励源，相当于电源，为上述待检测管道提供多频交变电流。上述待检测管道与激励电源接入同一回路，可以是将上述激励源的两极直接接到上述待检测管道的两端。

可选的，将多个预定频率和预定电流的交变电流，同时向待检测管道施加之前包括：根据待检测管道的几何尺寸，确定用于选取多个预定频率的选取频段；根据选取频段，选取多个预定频率。

具体的，根据待检测管道的几何尺寸，确定用于选取多个预定频率的选取频段包括：根据待检测管道的厚度，确定选取频段的下限值，其中，下限值频率的交变电流的趋肤深度，不小于待检测管道的厚度；根据待检测管道需检测的缺陷的最小深度，确定选取频段的上限值，其中，上限值对应的交变电流的趋肤深度，不大于所述需要检测缺陷的最小深度或者要求检测缺陷深度的精度。

由趋肤效应将电流集中汇聚在待检测管道的外表面，不利于其他部位产生电磁效应，为保证对整个待检测管道壁厚范围内的所有缺陷进行检测，需要确定趋肤深度，也即是趋肤效应的深度，也即是在产生趋肤效应的物体上，电流能够达到的深度。因此本实施例中，下限值频率的交变电流的趋肤深度，不小于待检测管道的厚度。

上述缺陷最小深度，可以是缺陷检测设备的精度，可以是大于管道制造标准所要求的壁厚偏差范围的深度值(管道制造标准允许存在的壁厚变化不能算作是缺陷)。电流频率越高，趋肤效应越强，趋肤深度越小，上限频率电流的趋肤深度不能比最小的缺陷深度还大，也即是频率不能小于，趋肤深度等于最小缺陷深度对应的频率。也即是，上限值对应的交变电流的趋肤深度，不大于缺陷的最小深度。

可选的，通过检测待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布包括：检测待检测管道产生的磁感应强度，生成待检测管道的磁感应强度分布曲线；根据磁感应强度分布，确定待检测管道的缺陷位置包括：根据磁感应强度的分布曲线的异常部分，确定缺陷的所在位置。

根据磁感应强度分布曲线的异常部分，确定缺陷位于待检测管道的位置包括：根据磁感应强度分布曲线的异常部分的位置，确定缺陷在待检测管道的位置；根据磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况，确定缺陷在待检测管道的位置的外表面或内表面。

可选的，根据磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况，确定缺陷在待检测管道的位置的外表面或内表面包括：磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况为第一变化情况的情况下，确定缺陷位于待检测管道的外表面，其中，第一变化情况为，所有频率的磁感应强度分布曲线均发生相同形态的异常变化；和/或，磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况为第二变化情况的情况下，确定缺陷位于所述待检测管道的内表面，其中，第二变化情况为，只有低频率的磁感应强度曲线分布存在异常变化，高频率的磁感应强度信号没有异常反应。

在本实施例中，上述外表面可以是相对于趋肤效应，趋肤效应强烈的一方，作为外，与外对应的方向为内。所有频率的磁感应强度曲线均发生异常，则上述缺陷为外表面缺陷，例如，上述管道外缺陷。磁感应强度曲线只有低频率的信号曲线发生异常，而高频率的磁感应强度没有任何异常的情况，则上述缺陷为内表面缺陷，例如，上述管道内缺陷。

可选的，根据磁感应强度分布，确定待检测管道的缺陷位置之后，还包括：在缺陷位于待检测管道的外表面的情况下，根据磁感应强度分布曲线中，分析不同频率磁感应强度异常变化值，确定缺陷深度；和/或，在缺陷位于待检测管道的内表面的情况下，根据导致异常部分消失的目标预设频率，对应的趋肤深度与管道壁厚的差值，确定缺陷深度，其中，目标预设频率的交变电流的趋肤深度小于待检测管道的剩余厚度时，异常部分消失。

例如，在管道激流电流一致的前提下，由于不同频率电流在管道上的趋肤深度不同，所以某一深度的缺陷对不同频率电流的流动影响将不一致，所以可以通过对比分析各个频率的磁感应强度变化值，确定管道缺陷的深度。在本实施例中，在缺陷位于待检测管道的外表面的情况下，根据磁感应强度分布曲线中，分析不同频率磁感应强度异常变化值，确定缺陷深度。

例如，由于内壁缺陷只对低频信号敏感，当电流频率增加到一定值时缺陷对电流的影响消失(当某一频率交变电流的趋肤深度小于管道剩余壁厚时)，因此内壁缺陷的量化通过分析缺陷导致的异常信号消失的频率对应的趋肤深度与管道壁厚的差值来实现。因此，在本实施例中，在缺陷位于待检测管道的内表面的情况下，根据导致异常部分消失的目标预设频率，对应的趋肤深度与管道壁厚的差值，确定缺陷深度，其中，目标预设频率的交变电流的趋肤深度小于待检测管道的剩余厚度时，异常部分消失。

可选的，多个预定频率为待检测管道所处环境的干扰信号频段之外的频率。

需要说明的是，本实施例还提供了一种可选的实施方式，下面对该实施方式进行详细说明。

本实施方式提供了一种基于多频电磁的埋地无缝钢质管道金属损失缺陷非开挖检测及量化方法，作为本实施例的可选的实施方式。本实施方式要解决的技术问题：能够对所有无缝钢质管道实施检测；通过环境电磁干扰调查及调整激励频率(避开干扰信号频率)，提高检测适用范围；可对钢质管道进行准确定位；可检测出钢质管道金属损失；可确定缺陷位于管道内壁还是外壁；可对管道缺陷进行量化。

相关技术中，存在以下问题：管道施加的电流为谐波交流电，谐波交流电各频率呈整数倍关系，不能对管道缺陷进行准确量化；未说明激励电流电缆与被检管道的位置关系；管道缺陷信号特征描述不清，根据所描述的特征不能对金属损失(壁厚变化)进行准确识别；未写内、外壁缺陷的区分方法；未写金属损失(管道壁厚变化)的量化方法；未说明如何消除环境干扰信号。

本实施方式方案如下：

1、确定待检管道周围干扰：调查待检管道周围电磁场干扰情况，分析确定干扰电磁场频率。

2、管道上施加多频交变电流：图2是根据本发明实施方式的激励源与待检管道连接的示意图，如图2所示，通过电缆在钢质管道上施加一个含有多个已知频率及电流大小的交变电流。线缆距离待检管道的距离L根据施加电流的大小及磁场传感器参数确定，确保线缆中电流产生的电磁波不会被地面放置的传感器接收。

施加电流的频率要求如下：由于交变电流在钢质管道上流动过程中会产生趋肤效应导致不同频率成分的电流在管道径向上的分布存在差异(不同频率电流的趋肤深度不同)。在管道上施加的交变电流频率成分中最低频率电流的趋肤深度应不小于管道壁厚，最高频率电流的趋肤深度不应大于设备设定的检测最小缺陷的深度，其他频率电流的趋肤深度宜涵盖以设备检测缺陷深度精度为等差的所有管道壁厚深度范围，施加的所有频率应避开管道周围的干扰信号频率。

注：当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导体内部实际上电流较小的现象叫趋肤效应；

当导体的电流密度减小到导体表面电流密度的1/e时的深度叫做趋肤深度。趋肤深度计算公式

ω为交变电流的角频率；μ为管道磁导率；σ为管道电导率。

3、管道中电流的分布情况：

1)管道不存在金属损失缺陷时：

不同频率的交变电流在管道圆周上均匀分布，管道表面电流密度最大，符合趋肤效应。

2)管道存在外缺陷：

图3a是根据本发明实施方式的管道外缺陷的示意图，图3b是图3a的侧视图，如图3a和图3b所示，管道外壁存在一个具有一定金属损失深度的缺陷，导致缺陷及周边位置的电流大小及流向发生变化。

3)管道存在内缺陷：

图4a是根据本发明实施方式的管道内缺陷的示意图，图4b是图4a的侧视图，如图4a和图4b所示，多频交变电流在管道上流动时，缺陷及周边位置的低频电流大小及流向发生变化，但是电流流向变换方向和外缺陷相反。

4、磁场信号采集记录：

在地表通过磁场传感器整列、信号放大模块及模数转换模块获取由管道多频电流产生的多频交变磁场信号并记录。

5、缺陷识别：

对地面磁场传感器整列记录的磁场信号进行分析。

1)当管道不存在金属损失缺陷时，管道电流均匀分布，距离管道外壁一定距离管道各个位置各频率的磁场信号强度相同，横坐标为管道轴向长度(管道里程)，纵坐标为距离管道外壁一定距离位置各频率的磁感应强度，不同灰度为不同频率的磁场。如图5所示，图5是根据本发明实施方式的无缺陷的管道在各频率下的磁场分布曲线的示意图。

2)当管道存在外壁金属损失缺陷时，管道产生的各个频率的磁场信号均发生异常变化。频率1＜频率2＜频率3＜频率4＜频率5。如图6所示，图6是根据本发明实施方式的外缺陷的管道在各频率下的磁场分布异常曲线的示意图。

3)当管道存在内壁金属损失缺陷时，管道产生的不同频率磁场信号部分发生异常，其中低频磁场信号变化最为明显.频率1＜频率2＜频率3＜频率4＜频率5，图7是根据本发明实施方式的内缺陷的管道在各频率下的磁场分布异常曲线的示意图，如图7所示，随着频率的增大，管道产生的磁场异常信号减弱，当频率增大到一定值时，趋肤深度值小于管道剩余壁厚，相应频率的磁场信号和管道没有缺陷的信号特征一致。

综上所述，当管道没有缺陷时管道上电流均匀分布，管道产生的各频率磁感应强度分布一致；当管道上存在外壁金属损失缺陷或者内壁金属损失缺陷时，管道上的电流分布将发生变化(缺陷位置电流密度变大，同时电流在管道缺陷位置及周围轴向流动时将会在径向上有一个方向改变的过程，但是内壁缺陷和外壁缺陷电流的流动变化方向相反)，导致在管道产生的不同频率磁场信号发生变化，内、外壁缺陷的磁场变化趋势刚好相反，内壁缺陷只对低频信号敏感(当频率增大到一定值时，磁场编号趋势消失)，外壁缺陷对所有频率的信号均敏感。故通过分析不同频率的磁场变化特征为判定管道是否存在缺陷及确定缺陷位于管道内壁或者外壁提供依据。

6、缺陷量化：

1)外壁缺陷量化；

在管道激流电流一致的前提下，由于不同频率电流在管道上的趋肤深度不同，所以某一深度的缺陷对不同频率电流的流动影响将不一致，所以可以通过对比分析各个频率的磁感应强度变化值，确定管道缺陷的深度，图8是根据本发明实施方式的外缺陷对不同频率的响应曲线的示意图，如图8所示，横坐标为不同的磁场频率，纵坐标为磁感应强度，不同灰度缺陷为不同深度的缺陷。

2)内壁缺陷量化：

由于内壁缺陷只对低频信号敏感，当频率增加到一定值时缺陷对电流密度的影响消失，具体，当某一频率交变电流的趋肤深度小于管道剩余壁厚时，缺陷对电流密度的影响消失。因此，内壁缺陷的量化通过分析缺陷导致的异常信号消失的频率对应的趋肤深度与管道壁厚的差值来实现。

本实施方式中，在管道上施加多频交变电流信号，不受谐波约束，能够对管道缺陷进行准确量化；说明了激励电流电缆与被检管道的位置关系；详细描述了没有缺陷、存在内、外壁缺陷及没有缺陷情况下管道产生的磁场特征，能够判定管道是否存在缺陷及确定缺陷位于管道内壁或者外壁；明确了内、外壁缺陷的量化方法；说明如何消除环境干扰信号。

图9是根据本发明实施例的一种基于多频电磁的钢质管道缺陷检测装置的示意图，如图9所示，根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种缺陷检测装置，包括：施加模块92，第一确定模块94和第二确定模块96，下面对该装置进行详细说明。

施加模块92，用于对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流，其中，待检测管道接通交变电流后发生电磁效应；第一确定模块94，与上述施加模块92相连，用于通过检测待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布；第二确定模块96，与上述第一确定模块94相连，用于根据磁感应强度分布，确定待检测管道的缺陷位置。

通过上述装置，采用施加模块92对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流，其中，待检测管道接通交变电流后发生电磁效应；第一确定模块94通过检测待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布；第二确定模块96根据磁感应强度分布，确定待检测管道的缺陷位置的方式，通过多个预定频率和预定电流的交变电流对待检测管道进行缺陷检测，根据待检测管道的磁场分布确定缺陷位置，达到了方便快捷进行缺陷检测，且使用管道广泛，对能够产生电磁效应的管道都可以使用的目的，从而实现了降低缺陷检测的使用条件，扩展大适用范围的技术效果，进而解决了相关技术中的钢管缺陷检测技术，使用条件要求高，适用范围较小的技术问题。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述中任意一项的方法。

根据本发明实施例的另一方面，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)

1.一种基于多频电磁的钢质管道缺陷检测方法，其特征在于，包括：

对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流，其中，所述待检测管道接通所述交变电流后发生电磁效应；

通过检测所述待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布；

根据所述磁感应强度分布，确定所述待检测管道的缺陷位置，量化缺陷大小；

其中，通过检测所述待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布包括：

检测所述待检测管道产生的磁感应强度，生成所述待检测管道的磁感应强度分布曲线；

根据所述磁感应强度分布曲线特征，确定所述待检测管道的缺陷位置包括：

根据不同频率磁感应强度的异常曲线分布特征，确定所述缺陷的里程及内/外表面位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流包括：

将所述待检测管道与激励电源接入同一回路，其中，所述激励电源用于通过所述回路向所述待检测管道施加多个预定频率和预定电流的所述交变电流；

将多个所述预定频率和所述预定电流的交变电流，同时向所述待检测管道施加。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将多个所述预定频率和所述预定电流的交变电流，同时向所述待检测管道施加之前包括：

根据所述待检测管道的几何尺寸，确定用于选取多个所述预定频率的选取频段；

根据所述选取频段，选取多个所述预定频率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述待检测管道的几何尺寸，确定用于选取多个所述预定频率的选取频段包括：

根据所述待检测管道的管壁厚度，确定所述选取频段的下限值，其中，所述下限值频率的交变电流的趋肤深度，不小于所述待检测管道的管壁厚度；

根据所述待检测管道的要求检测的最小缺陷深度，确定所述选取频段的上限值，其中，所述上限值对应的交变电流的趋肤深度，不大于需要检测缺陷的最小深度或者要求检测缺陷深度的精度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据不同频率磁感应强度的异常曲线分布特征，确定所述缺陷位于所述待检测管道的位置包括：

根据所述磁感应强度分布曲线的异常部分的位置，确定所述缺陷在所述待检测管道的里程位置；

根据所述磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况，确定所述缺陷在所述待检测管道的所述位置的外表面或内表面。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况，确定所述缺陷在所述待检测管道的所述位置的外表面或内表面包括：

所述磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况为第一变化情况的情况下，确定所述缺陷位于所述待检测管道的外表面，其中，所述第一变化情况为，所有频率的磁感应强度分布曲线均发生相同形态的异常变化；

和/或，

所述磁感应强度分布曲线的异常部分的变化情况为第二变化情况的情况下，确定所述缺陷位于所述待检测管道的内表面，其中，所述第二变化情况为，低频率的磁感应强度分布曲线存在异常变化，高频率的磁感应强度分布曲线没有异常反应。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述磁感应强度分布，确定所述待检测管道的缺陷位置之后，还包括：

在所述缺陷位于所述待检测管道的外表面的情况下，根据所述磁感应强度分布曲线中，对比多个所述预定频率在不同缺陷深度下的磁感应强度异常分布曲线数据库，确定所述缺陷深度；

和/或，

在所述缺陷位于所述待检测管道的内表面的情况下，根据导致所述磁感应强度异常部分消失的目标预设频率，对应的趋肤深度与管道壁厚的差值，确定所述缺陷深度，其中，所述目标预设频率的交变电流的趋肤深度小于所述待检测管道的剩余厚度时，相应频率的磁感应强度异常部分消失。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，多个所述预定频率为所述待检测管道所处环境的干扰信号频段之外的频率。

9.一种基于多频电磁的钢质管道缺陷检测装置，其特征在于，包括：

多频电流施加模块，用于对待检测管道施加多个预定频率和预定电流的交变电流，其中，所述待检测管道接通所述交变电流后发生电磁效应；

第一确定模块，用于检测所述待检测管道产生的磁感应强度，确定磁感应强度分布；

第二确定模块，用于根据所述磁感应强度分布，确定所述待检测管道的缺陷位置及缺陷大小；

其中，所述第一确定模块还用于检测所述待检测管道产生的磁感应强度，生成所述待检测管道的磁感应强度分布曲线；

所述第二确定模块还用于根据不同频率磁感应强度的异常曲线分布特征，确定所述缺陷的里程及内/外表面位置。

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，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述的方法。

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1至8中任意一项所述的方法。

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