CN117990779A - 一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头，检测探头为圆柱形线圈缠绕式探头，包含至少一个用于发射信号的激励线圈以及至少两个用于接收信号的接收线圈，接收线圈位于激励线圈外部或内部，每个接收线圈都与激励线圈同轴，且接收线圈之间上下分布。本发明提出了一种提离高度检测探头，该探头是一种基于脉冲涡流的磁场差分型探头装置，至少含两个接收线圈，可消除保护层对脉冲涡流中期信号的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及基础化工和石油炼化行业带保温层金属管道和设备的无损检测技术领域，具体地说，涉及一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头和方法。
背景技术
利用脉冲涡流检测技术对带保温层的金属管道或设备壁厚进行检测，是近几年发展起来的一种新型的非接触式无损检测技术。在不拆除保温层和保护层的情况下对承压管道或设备的壁厚进行不停机检测，是脉冲涡流检测技术的主要优势之一，图1为脉冲涡流检测系统的基本结构示意图。图1中激励线圈和接收线圈组成探头，通过在探头加载瞬间关断电流，激励出快速衰减的脉冲磁场，该磁场可以穿过一定厚度的保护层和保温层，在到达被测构件表面后诱发被检构件表面产生涡流，所诱发的涡流会从上表面向下表面扩散。同时，在涡流扩散过程中又会产生二次磁场，在探头的接收传感器中会输出这个感应电压。二次磁场感应的电压包含了被测构件本身的一些特性，如：厚度、尺寸、电磁特性等综合信息。
由于脉冲涡流检测系统接收到的信号主要是涡流产生的二次感应磁场，当涡流受外界干扰时其信号将发生变化，并影响到壁厚检测的准确性。在干扰因素中，提离高度(外部保温层厚度)的变化是影响脉冲涡流信号的主要因素，因此脉冲涡流壁厚检测一般需要了解实际的提离高度，并根据提离高度的情况来选择合适的脉冲涡流探头和设置参数(如：发射电压、频率等)，如参数选择不当，可能引起壁厚检测数据的偏离，甚至不能得到壁厚值，造成管道和设备壁厚检测的漏检或误检。
实际应用中，由于踩踏、挤压、保温层和保护层的不规则性都有可能改变被测体的提离高度，很难准确获得提离高度的准确值。
针对现有技术的问题，本发明提供了一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头和方法。
发明内容
为解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头，所述检测探头为圆柱形线圈缠绕式探头，包含至少一个用于发射信号的激励线圈以及至少两个用于接收信号的接收线圈，所述接收线圈位于所述激励线圈外部或内部，每个所述接收线圈都与所述激励线圈同轴，且所述接收线圈之间上下分布。
根据本发明的一个实施例，所述接收线圈的数量、位置、结构和连接方式均可调整，通过调节所述接收线圈的数量、位置、结构和连接方式，可以消除不同保护层对脉冲涡流中期信号的干扰。
根据本发明的一个实施例，所述检测探头由一个所述激励线圈以及两个所述接收线圈组成。
根据本发明的一个实施例，两个所述接收线圈均与所述激励线圈同轴，且上下分布，但两个所述接收线圈所使用的漆包线与缠绕匝数均不同，其中，第一个接收线圈接收来自保护层和被测金属的二次磁场之和，第二个接收线圈接收来自保护层的二次磁场。
根据本发明的一个实施例，所述接收线圈间的连接方式采用并联或串联，当采用并联方式时可以消除保护层对二次磁场的干扰，当采用串联方式时，可以增强接收信号。
根据本发明的一个实施例，所述激励线圈由0.1-1.0mm的漆包线缠绕而成，缠绕匝数为50-1000匝，形状为圆柱形。
根据本发明的一个实施例，所述接收线圈由0.1-0.5mm的漆包线缠绕而成，缠绕匝数为10-2000匝，形状为圆柱形。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法，所述方法包含：
将脉冲涡流主机与如上任一项所述的检测探头连接，并将所述检测探头放置于检测对象保温层和保护层的外表面处；
在所述脉冲涡流主机接收到检测指令后，向所述检测探头发出脉冲激励电流，由所述激励线圈向所述检测对象发射所述脉冲激励电流，由所述接收线圈采集所述脉冲激励电流关断后的脉冲涡流检测信号；
基于所述脉冲涡流检测信号，计算得到中期信号截距值；
基于所述中期信号截距值，计算得到所述检测探头放置处的提离高度。
根据本发明的一个实施例，通过以下步骤计算得到所述中期信号截距值：
将所述脉冲涡流检测信号中的感应电压和衰减时间均取对数，得到对数数组；
依据所述对数数组，计算得到相邻预设点之间的截距值，得到截距值数据；
基于所述截距值数据，相邻截距值做差后取绝对值，得到绝对值数据；
确定所述绝对值数据中的最小值，标记所述最小值对应的截距值作为所述中期信号截距值。
根据本发明的一个实施例，通过以下公式计算得到所述截距值数据：
其中，Ni表示相邻n点之间的截距值，n≥2；xi表示log(Vi)；yi表示log(Ti)；Ti表示衰减时间；Vi表示在Ti检测到的感应电压值。
根据本发明的一个实施例，通过以下公式计算得到所述中期信号截距值：
Δi＝|Ni-Ni-1|
Δmin＝min(Δi)
其中，Δi表示绝对值数据；Δmin表示绝对值数据中的最小值，标记Δmin对应的Ni值为N*，N*表示所述中期信号截距值。
根据本发明的一个实施例，通过以下步骤计算得到所述检测探头放置处的提离高度：
将所述中期信号截距值代入提高高度与中期信号截距值的拟合关系式，计算得到所述提高高度。
根据本发明的一个实施例，所述方法包含：
在提离高度检测过程中，将所述检测探头在所述外表面缓慢移动，以获得不同位置的提离高度；
基于不同位置的提离高度，绘制提高高度变化趋势图。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上所述的方法步骤的一系列指令。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种脉冲涡流检测系统，执行如上任一项所述的方法，所述系统包含：
如上任一项所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头，
脉冲涡流主机，其与所述检测探头连接，用于接收所述检测指令，依据所述检测指令，向所述检测探头发出所述脉冲激励电流；
综合处理模块，其与所述脉冲涡流主机连接，用于发出所述检测指令，并接收所述脉冲涡流检测信号，依据所述脉冲涡流检测信号计算得到所述检测探头放置处的提离高度。
本发明提出了一种提离高度检测探头，该探头是一种基于脉冲涡流的磁场差分型探头装置，至少含两个接收线圈，可消除保护层对脉冲涡流中期信号的干扰。本发明提出了一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法，该方法以脉冲涡流中期信号截距作为提离高度计算的特征值，并通过拟合获得提离高度与特征值之间的关系式，从而实现了对提离高度的定量检测。本发明提供的检测探头和检测方法不受发射电压、材质壁厚、保护层等的影响，可对提离高度进行定量检测，经编程后可用于脉冲涡流检测装置中，作为脉冲涡流壁厚检测技术的补充，可提高脉冲涡流壁厚检测技术的准确性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1显示了现有技术中脉冲涡流检测系统基本结构示意图；
图2显示了根据本发明的一个实施例的无保护层情况下双对数坐标系中不同提离高度的脉冲涡流信号曲线图；
图3显示了根据本发明的一个实施例的有铝皮保护层下双对数坐标系中不同提离高度的脉冲涡流信号曲线图；
图4显示了根据本发明的一个实施例的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头；
图5显示了根据本发明的一个实施例的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法流程图；
图6显示了根据本发明的一个实施例的提离高度与中期信号截距值的拟合关系图；
图7显示了根据本发明的一个实施例的检测得到的提离高度示意图。
附图中，相同的部件使用相同的附图标记。另外，附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。
本发明针对基础化工和石油炼化行业带保温层金属管道和设备的无损检测领域，适合带保温层管道或设备中提离高度(保温层厚度)的定量检测。本发明方法可以在不拆除保温层的情况下，对金属管道或设备的提离高度(外部保温层厚度)进行定量测量，为脉冲涡流壁厚检测技术提供支撑，避免由于提离高度(保温层厚度)不一致造成的脉冲涡流壁厚检测偏差的问题。
现有技术(武新军，张卿，沈功田.脉冲涡流无损检测技术综述[J].仪器仪表学报，2016，37(8)：1698-1712.)提供了脉冲涡流无损检测技术综述。现有技术(沈功田，李健，武新军.承压设备脉冲涡流检测技术研究及应用[J].机械工程学报，2017，53(4)：49-58.)提供了承压设备脉冲涡流检测技术研究及应用。
但是，实际应用中，由于踩踏、挤压、保温层和保护层的不规则性都有可能改变被测体的提离高度，上述现有技术很难准确获得提离高度的准确值。本发明在利用脉冲涡流检测壁厚的同时实现对提离高度的检测，能够避免以上问题的出现。
脉冲涡流信号的特点是：早期信号幅值大、衰减快，中晚期信号幅值小且衰减相对较慢，整体信号动态范围大。根据公开资料，一般将脉冲涡流信号分为三个阶段，其中：早期信号为一次磁场和二次磁场的叠加信号，无法通过解析此阶段信号获得相关信息；晚期信号是涡流在被测构件中的衰减信号，符合指数函数衰减规律，可以利用该段信号解析被测构件的壁厚、电磁特性等；中期信号是涡流在到达被测构件表面前的衰减信号，符合逆幂函数衰减规律，在双对数坐标系中表现为一条直线段，该段信号不受被测构件壁厚和电磁特性的影响，主要受探头类型、提离高度和保护层性质等影响，因此本发明从中期信号着手选择与提离高度映射的特征值。
在没有保护层干扰的情况下，到达金属表面的脉冲涡流信号强度随提离高度的增加呈指数形式减小，理论上可以通过比较到达金属表面的脉冲涡流信号强度计算得到提离高度。但一方面脉冲涡流强度受发射电压、被测构件材质和壁厚及外部干扰等影响而有所不同，另一方面保护层的存在也改变了不同提离高度的脉冲涡流信号，因此，利用现有技术中的方法往往不能计算得到提离高度。中期信号不受被测构件厚度的影响，当提离高度相同时，不同厚度被测构件的中期信号重叠在一起；当提离高度变化时，中期信号随提离高度变化而变化，在双对数坐标系中表现为一组相互平行的直线段(如图2)。因此，本发明采用双对数坐标系中中期信号的截距值作为表征提离高度的特征值，并根据已知提离高度与中期信号截距值拟合出两者间的函数关系式，可以通过中期信号截距值求得提离高度。
当存在金属保护层的情况下，金属保护层产生的涡流信号进入到中期信号中，影响中期信号的形态。当利用脉冲涡流对带保护层和保温层的金属管道或设备进行检测时，激励电流首先在保护层产生涡流和二次磁场H2’，然后在被检金属上产生和二次磁场H2。接收线圈接收到的信号是保护层和被检金属二次磁场的叠加磁场(H2’+H2)。当保护层为不锈钢时，由于不锈钢的电涡流信号很小(H2’很小)，基本不会影响到中期信号；当保护层为铝皮或镀锌铁皮时，其产生的电涡流信号较强，将影响到脉冲涡流的中期信号。图3是有铝皮保护层下的脉冲涡流信号，信号已经不符合上述规律。本发明采用的检测探头能够消除金属保护层对脉冲涡流中期信号的影响，则仍可根据上述方法求得提离高度。
本发明基于以上分析，提供了一种利用脉冲涡流中期信号截距作为表征提离高度的特征值，并通过检测探头消除金属保护层对脉冲涡流信号的影响，实现了对提离高度的定量检测。该探头和方法不受发射电压、材质壁厚、保护层等的影响，可对提离高度进行定量检测。
图4显示了根据本发明的一个实施例的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头。
本发明提供的检测探头是一种基于脉冲涡流的磁场差分型检测探头，使用该探头可以去除保护层对脉冲涡流中期信号的干扰。
一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头为圆柱形线圈缠绕式探头，包含至少一个用于发射信号的激励线圈1以及至少两个用于接收信号的接收线圈2，接收线圈2位于激励线圈1外部或内部，每个接收线圈2都与激励线圈1同轴，且接收线圈2之间上下分布。
在一个实施例中，接收线圈2的数量、位置、结构和连接方式均可调整，通过调节接收线圈2的数量、位置、结构和连接方式，可以消除不同保护层对脉冲涡流中期信号的干扰。
如图4所示，在一个实施例中，检测探头由一个激励线圈1以及两个接收线圈2组成。具体来说，两个接收线圈2均与激励线圈1同轴，且上下分布，但两个接收线圈2所使用的漆包线与缠绕匝数均不同，其中，第一个接收线圈接收来自保护层和被测金属的二次磁场之和，第二个接收线圈接收来自保护层的二次磁场。
在一个实施例中，接收线圈2间的连接方式采用并联或串联，当采用并联方式时可以消除保护层对二次磁场的干扰，当采用串联方式时，可以增强接收信号。
在一个实施例中，激励线圈1由0.1-1.0mm的漆包线缠绕而成，缠绕匝数为50-1000匝，形状为圆柱形。
在一个实施例中，接收线圈2由0.1-0.5mm的漆包线缠绕而成，缠绕匝数为10-2000匝，形状为圆柱形。
图5显示了根据本发明的一个实施例的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法。
如图5所示，在步骤S1中，将脉冲涡流主机与一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头连接，并将检测探头放置于检测对象保温层和保护层的外表面处。具体来说，将检测探头与脉冲涡流主机相连，并将检测探头放置于检测对象保温层和保护层的外表面处，等待检测指令的发出。
如图5所示，在步骤S2中，在脉冲涡流主机接收到检测指令后，向检测探头发出脉冲激励电流，由激励线圈1向检测对象发射脉冲激励电流，由接收线圈2采集脉冲激励电流关断后的脉冲涡流检测信号。
在一个实施例中，在步骤S2中，综合处理模块发出检测指令，脉冲涡流主机接收到检测指令后向检测探头发出频率为0.25Hz-32Hz，幅值为0.1～10A的脉冲激励电流，随后检测探头向检测对象发射脉冲激励电流，并开始接收、采集和存储激励电流关断后的脉冲涡流检测信号。
在一个实施例中，脉冲激励电流关断后的预设时间内为早期信号，不采集早期信号，待早期信号结束后为中期信号，采集中期信号。具体来说，脉冲激励电流关断后2ms以内的感应电压值为早期信号，因此，脉冲涡流检测信号的采集自脉冲激励电流关断后2ms开始。
如图5所示，在步骤S3中，基于脉冲涡流检测信号，计算得到中期信号截距值。
在一个实施例中，在步骤S3中，将脉冲涡流检测信号中的感应电压和衰减时间均取对数，得到对数数组。具体来说，脉冲涡流信号是一组随时间衰减的感应电压值，记为(Vi，Ti)，其中，Ti表示衰减时间，Vi表示在Ti检测到的感应电压值，将脉冲涡流信号中的感应电压和时间均取对数，得到对数数组(log(Vi),log(Ti))。
在一个实施例中，在步骤S3中，依据对数数组，计算得到相邻预设点之间的截距值，得到截距值数据。具体来说，通过以下公式计算得到截距值数据：
其中，Ni表示相邻n点之间的截距值，n≥2；xi表示log(Vi)；yi表示log(Ti)；Ti表示衰减时间；Vi表示在Ti检测到的感应电压值。
在一个实施例中，在步骤S3中，基于截距值数据，相邻截距值做差后取绝对值，得到绝对值数据。具体来说，通过以下公式计算得到绝对值数据：
Δi＝|Ni-Ni-1|
其中，Δi表示绝对值数据。
在一个实施例中，在步骤S3中，确定绝对值数据中的最小值，标记最小值对应的截距值作为中期信号截距值。具体来说，通过以下公式计算得到绝对值数据的最小值：
Δmin＝min(Δi)
其中，Δmin表示绝对值数据中的最小值，标记Δmin对应的Ni值为N*，N*表示中期信号截距值(特征值)。
如图5所示，在步骤S4中，基于中期信号截距值，计算得到检测探头放置处的提离高度。具体来说，将中期信号截距值代入提高高度与中期信号截距值的拟合关系式，计算得到提高高度。
在一个实施例中，通过以下步骤得到提高高度与中期信号截距值的拟合关系式：首先确定已知提高高度数据的管道或设备，然后通过本发明提供的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法计算得到该管道或设备的中期信号截距值，最后通过最小二乘法拟合得到提高高度与中期信号截距值的拟合关系式。具体来说，检测得到一组不同提离高度值(lj)的脉冲涡流信号，并通过本发明提供的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法计算得到不同提离高度对应的特征值(中期信号截距值)，记为(lj,Nj*)；其中j≥5。用最小二乘法拟合得到提离高度值与特征值(中期信号截距值)之间的关系式：
lj＝f(Nj *)
其中，lj表示第j个提高高度值；Nj *表示第j个中期信号截距值。
在一个实施例中，通过以下步骤得到提高高度与中期信号截距值的拟合关系式：
选择实验管道，实验管道管径219mm，壁厚为8mm，材质为20#钢；在实验管道上分别放置10-150mm厚保温层(以10mm为梯度)，保温层外放置0.5mm厚铝皮保护层。
将提离高度检测探头与脉冲涡流主机相连，并将检测探头放置于实验管道保温层和保护层的外表面，通过综合处理模块发出检测指令，发出频率为4Hz，幅值为0.52A的脉冲激励电流，接收、采集和存储激励电流关断后的脉冲涡流检测信号。
计算得到10-150mm的提离高度的特征值，分别为：7.667、7.558、7.431、7.311、7.176、7.069、6.926、6.782、6.670、6.558、6.467、6.335、6.203、6.086、5.967。
拟合得到提离高度与特征值之间的关系式(如图6)：lj＝-81.85Nj *+637.70。
需要说明的是，本发明不对拟合方法作出限制，除了最小二乘法，还可以利用其它拟合方式拟合提高高度与中期信号截距值的关系。
在一个实施例中，一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法还包含：在提离高度检测过程中，将检测探头在外表面缓慢移动，以获得不同位置的提离高度。基于不同位置的提离高度，绘制提高高度变化趋势图。
现有对提离高度的检测方法少见报道，一般采用的机械方法容易破坏管道或设备外部的包覆层，且难以配合脉冲涡流检测设备进行壁厚检测。
本发明主要基于脉冲涡流技术提出，通过对不同提离高度下脉冲涡流信号特点进行分析，寻找到能表征提离高度的特征量，其操作简单且可配合脉冲涡流壁厚检测，减小因提离高度不一致造成的壁厚检测偏差等问题。
为消除金属保护层对脉冲涡流信号的影响，本发明还提供了一种提离高度检测探头，该探头含有两个检测元件的探头，通过该探头可消除保温层上金属保护层(如：铝皮)等对脉冲涡流信号的影响，提高提离高度检测的准确性。
本发明提供的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头和方法还可以配合一种计算机可读取的存储介质，存储介质上存储有计算机程序，执行计算机程序以运行一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法。计算机程序能够运行计算机指令，计算机指令包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。
计算机可读取的存储介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
需要说明的是，计算机可读取的存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读取的存储介质不包括电载波信号和电信信号。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种脉冲涡流检测系统，执行一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法，系统包含：一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头、脉冲涡流主机、综合处理模块。
其中，脉冲涡流主机与检测探头连接，用于接收检测指令，依据检测指令，向检测探头发出脉冲激励电流。综合处理模块与脉冲涡流主机连接，用于发出检测指令，并接收脉冲涡流检测信号，依据脉冲涡流检测信号计算得到检测探头放置处的提离高度。
在一个实施例中，某带保温层工业管线，壁厚12mm，材质为20#钢，保温层厚度未知，保护层为铝皮，厚度为0.5mm。通过本发明求其保温层厚度(提高高度)。
将检测探头放置于管线保护层外表面，并通过综合处理模块发出检测指令，发出频率为4Hz，幅值为0.52A的脉冲激励电流，接收、采集和存储激励电流关断后的脉冲涡流检测信号。
在保护层表面缓慢移动检测探头，计算得到保温层厚度特征值。
计算得到移动过程中的保温层厚度，保温层厚度为95mm，其图谱见图7。
通过实际测量，该管线的保温层平均厚度为94mm，表明通过本发明得到的检测结果与实际结果相符。
综上，本发明提出了一种提离高度检测探头，该探头是一种基于脉冲涡流的磁场差分型探头装置，至少含两个接收线圈，可消除保护层对脉冲涡流中期信号的干扰。本发明提出了一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法，该方法以脉冲涡流中期信号截距作为提离高度计算的特征值，并通过拟合获得提离高度与特征值之间的关系式，从而实现了对提离高度的定量检测。本发明提供的检测探头和检测方法不受发射电压、材质壁厚、保护层等的影响，可对提离高度进行定量检测，经编程后可用于脉冲涡流检测装置中，作为脉冲涡流壁厚检测技术的补充，可提高脉冲涡流壁厚检测技术的准确性。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (15)
1.一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头，其特征在于，所述检测探头为圆柱形线圈缠绕式探头，包含至少一个用于发射信号的激励线圈以及至少两个用于接收信号的接收线圈，所述接收线圈位于所述激励线圈外部或内部，每个所述接收线圈都与所述激励线圈同轴，且所述接收线圈之间上下分布。
2.如权利要求1所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头，其特征在于，所述接收线圈的数量、位置、结构和连接方式均可调整，通过调节所述接收线圈的数量、位置、结构和连接方式，可以消除不同保护层对脉冲涡流中期信号的干扰。
3.如权利要求1-2中任一项所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头，其特征在于，所述检测探头由一个所述激励线圈以及两个所述接收线圈组成。
4.如权利要求3所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头，其特征在于，两个所述接收线圈均与所述激励线圈同轴，且上下分布，但两个所述接收线圈所使用的漆包线与缠绕匝数均不同，其中，第一个接收线圈接收来自保护层和被测金属的二次磁场之和，第二个接收线圈接收来自保护层的二次磁场。
5.如权利要求1-4中任一项所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头，其特征在于，所述接收线圈间的连接方式采用并联或串联，当采用并联方式时可以消除保护层对二次磁场的干扰，当采用串联方式时，可以增强接收信号。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头，其特征在于，所述激励线圈由0.1-1.0mm的漆包线缠绕而成，缠绕匝数为50-1000匝，形状为圆柱形。
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头，其特征在于，所述接收线圈由0.1-0.5mm的漆包线缠绕而成，缠绕匝数为10-2000匝，形状为圆柱形。
8.一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法，其特征在于，所述方法包含：
将脉冲涡流主机与如权利要求1-7中任一项所述的检测探头连接，并将所述检测探头放置于检测对象保温层和保护层的外表面处；
在所述脉冲涡流主机接收到检测指令后，向所述检测探头发出脉冲激励电流，由所述激励线圈向所述检测对象发射所述脉冲激励电流，由所述接收线圈采集所述脉冲激励电流关断后的脉冲涡流检测信号；
基于所述脉冲涡流检测信号，计算得到中期信号截距值；
基于所述中期信号截距值，计算得到所述检测探头放置处的提离高度。
9.如权利要求8所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法，其特征在于，通过以下步骤计算得到所述中期信号截距值：
将所述脉冲涡流检测信号中的感应电压和衰减时间均取对数，得到对数数组；
依据所述对数数组，计算得到相邻预设点之间的截距值，得到截距值数据；
基于所述截距值数据，相邻截距值做差后取绝对值，得到绝对值数据；
确定所述绝对值数据中的最小值，标记所述最小值对应的截距值作为所述中期信号截距值。
10.如权利要求9所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法，其特征在于，通过以下公式计算得到所述截距值数据：
其中，Ni表示相邻n点之间的截距值，n≥2；xi表示log(Vi)；yi表示log(Ti)；Ti表示衰减时间；Vi表示在Ti检测到的感应电压值。
11.如权利要求10所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法，其特征在于，通过以下公式计算得到所述中期信号截距值：
Δi＝|Ni-Ni-1|
Δmin＝min(Δi)
其中，Δi表示绝对值数据；Δmin表示绝对值数据中的最小值，标记Δmin对应的Ni值为N*，N*表示所述中期信号截距值。
12.如权利要求8-11中任一项所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法，其特征在于，通过以下步骤计算得到所述检测探头放置处的提离高度：
将所述中期信号截距值代入提高高度与中期信号截距值的拟合关系式，计算得到所述提高高度。
13.如权利要求8-12中任一项所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测方法，其特征在于，所述方法包含：
在提离高度检测过程中，将所述检测探头在所述外表面缓慢移动，以获得不同位置的提离高度；
基于不同位置的提离高度，绘制提高高度变化趋势图。
14.一种存储介质，其特征在于，其包含用于执行如权利要求8-13中任一项所述的方法步骤的一系列指令。
15.一种脉冲涡流检测系统，其特征在于，执行如权利要求8-13中任一项所述的方法，所述系统包含：
如权利要求1-7中任一项所述的一种基于脉冲涡流技术的提离高度检测探头，
脉冲涡流主机，其与所述检测探头连接，用于接收所述检测指令，依据所述检测指令，向所述检测探头发出所述脉冲激励电流；
综合处理模块，其与所述脉冲涡流主机连接，用于发出所述检测指令，并接收所述脉冲涡流检测信号，依据所述脉冲涡流检测信号计算得到所述检测探头放置处的提离高度。
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