[发明专利]一种消除提离效应的脉冲涡流检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种消除提离效应的脉冲涡流检测方法及装置的设计。

背景技术

脉冲涡流检测技术是涡流检测的一个新的应用领域，它以测得的磁场最大值出现的时间来确定缺陷位置，从而实现了缺陷的无损检测和定量化描述。该技术常用于飞机机身结构及发动机的安全检测、核动力设施中的蒸汽管道及石油、天然气等运输管道的可靠性检测，各种板、棒、管等金属零件生产过程中的质量监控等。脉冲涡流无损检测技术一改传统涡流检测、多频涡流检测和扫频涡流检测中采用正弦信号激励线圈的方式，采用具有一定占空比的脉冲信号激励线圈。因为脉冲信号可表示为直流成分、基波和一系列奇次谐波的总和，因此通过脉冲激励产生的电磁信号载有更丰富的特征信息。

根据涡流检测原理，当载有脉冲信号的线圈探头靠近金属导体时会在导体内部感应出涡流，任何导致涡流发生改变的因素都会影响检测结果。由于线圈和被测体间的互感系数随探头线圈到被测体表面的提离的增大而迅速减小，被测体中的涡流密度也随提离的微小变化而发生显著变化，这种效应称为提离效应。被测体表面的涂层厚度、不规则的被测体表面、操作者的微小移动及被测体的热胀冷缩都会引起提离变化，从而掩盖真实的检测信息。因此，抑制和消除提离干扰一直是脉冲涡流检测技术研究中非常重要的一个环节。

在工业实际运用时，当探头在试件进行扫描的过程中，由于结构的不平整性等其他原因在扫描的过程中产生提离，提离效应产生的信号可能淹没有效信号，通过采用新的探头设计或者先进的信号处理软件算法消除提离效应成为目前的研究热点。

针对该问题，J﹒汉森和X﹒乔提出用于脉冲涡流检测的自动提离补偿，公开号为CN101413923A，已知提离处的参考信号可以用对应的计算的比率参数加权，并从测试信号减去，以补偿提离。优选获得多个参考信号，并且优选确定每个参考信号的最大幅度梯度，识别具有最接近测试信号的最大幅度梯度的对应参考信号，并在相关补偿程序中选择该对应的参考信号，但是该方法存在以下问题：①该方案为了提高检测精度需要获得多组参考数据，每次测量都需要测量参考信号，并且参考信号的提离值为已知提离，还要选择具有最接近测试信号的梯度的参考数据，来确定选择的参考信号和测试信号之间的差异；②该方法运算比较复杂，还需要对信号进行微分运算来确定梯度；③该方案所使用具有整体的发射器线圈和接收器阵列的探头，典型的接收器阵列具有16或32个传感器，装置比较复杂；④在后续的AD-LOC方法补偿程序中还要对提离是否存在进行判断，确定存在的提离，在确定提离存在以后需要选择提离参考，计算补偿比，从测试数据减去加权的提离参考数据补偿提离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种消除提离效应的脉冲涡流检测方法及装置，其能够消除提离效应对涡流检测结果的影响，提高检测精度，并且处理过程简便。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种消除提离效应的脉冲涡流检测方法，具体包括：

S1、对被测试件在不同的已知缺陷深度位置处获得不同提离高度下的检测信号时域曲线并且在被测试件无缺陷位置处获得无提离高度的参考信号时域曲线，并对检测信号和参考信号的时域曲线作差分处理和提取特征值处理，获取差分峰值电压拟合直线斜率与缺陷深度的关系曲线，具体分步骤包括：

S11、产生频率和占空比均可调的脉冲激励信号；

S12、激励探头线圈，产生激励磁场，将探头线圈置于被测试件上方，获取不同情况的响应信号的时域曲线，包括：

1、在被测试件无缺陷位置处获取无提离高度的参考信号的时域曲线；

2、在被测试件至少四处已知缺陷深度A₁、A₂、A₃、A₄处获取不同提离高度下的检测信号的时域曲线，所述A₁、A₂、A₃、A₄分别为不同的缺陷深度；

S13、对在已知缺陷深度A₁处获得的检测信号的时域曲线与参考信号的时域曲线作差分处理，获取在已知缺陷深度A₁处不同提离高度下的差分信号曲线；

S14、重复步骤S13，获取在已知缺陷深度A₂、A₃、A₄处不同提离高度下的差分信号曲线；