[发明专利]一种基于特征频率的金属构件脉冲涡流测厚方法及设备

说明书

本发明公开了一种基于特征频率的金属构件脉冲涡流测厚方法及设备，属于无损检测领域。该方法通过从检测信号对应的Laplace小波中提取特征频率作为测厚特征量，通过对多个已知厚度的金属构件进行脉冲涡流检测实验，建立起金属构件厚度与特征频率的关系曲线，并将它作为厚度标定曲线，从而将待检测金属构件的特征频率代入该关系曲线完成待测金属构件厚度的检测。该方法不受探头提离高度的影响，能够准确有效地从原始检测信号中获得待检测金属构件的壁厚值。

技术领域

本发明属于无损检测领域，更具体地，涉及一种基于特征频率的金属构件脉冲涡流测厚方法及设备。

背景技术

脉冲涡流测厚属于涡流检测方式中的一种，是通过电磁感应定律获取试件的厚度信息。与采用单一或数个频率的涡流检测方式不同，脉冲涡流的激励线圈通以阶跃式的电压或者电流方波，这样激励信号中就包含有更多的频率成分。根据电磁学中涡流具有趋肤效应，低频的涡流能够穿透更大的深度，也就更有利于壁厚测量。

从脉冲涡流信号中提取特征量计算厚度是大多数测厚思路。公开号为CN104266579A的发明专利公开了一种对铁磁构件进行脉冲涡流检测的信号特征量的提取方法。公开号为CN109444257A的发明专利公开了一种基于频域提离交叉点的脉冲涡流检测装置及方法。由于进行现场检测时，探头与试件之间往往具有较大的提离高度，使得上述方案特征量失效、检测结果不准确。

公开号为CN109632947A的发明专利公开了一种基于传递函数的脉冲涡流检测方法、装置及存储介质。该方法首先根据求取的第一传递函数在高频成分区间的积分、及其与传感器提离之间的关系，得到传感器提离；再根据被测构件上传感器提离对应的第一传递函数在低频成分区间的积分和三次样条插值方法计算被测构件壁厚。这种方法能够减小提离效应的影响，但计算过程复杂。

因而，亟需一种简便易行且不受提离高度影响的脉冲涡流测厚方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于特征频率的金属构件脉冲涡流测厚方法，其目的在于，通过对脉冲涡流检测信号进行一系列的处理，从中提取出一种不受提离高度影响的表征金属构件壁厚的特征量并用于测厚，由此解决金属构件壁厚测量易受提离高度影响的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于特征频率的金属构件脉冲涡流测厚方法，包括如下步骤：

离线拟合阶段：

(1)从已知壁厚的金属构件的脉冲涡流检测信号中提取分析信号u；

(2)对u进行快速傅里叶变换，根据快速傅里叶变换后的频谱设定 Laplace小波原子φ(f,ζ，τ，n)的频率f、阻尼比ζ、起始时间τ取值的集合分别为F、Z、T；n∈[1,W_s]且n为正整数，W_s是小波原子φ(f,ζ，τ，n)的序列长度；

(3)对于时刻τ₀∈T，计算所有起始时刻为τ₀的Laplace小波原子φ(f,ζ，τ₀，n)与分析信号u的互相关系数，τ₀时刻对应的互相关系数的最大值记为对应的Laplace小波原子的频率记为将作为τ₀时刻u的频率；

(4)对于每一时刻τ∈T，重复步骤(3)，得到互相关系数的最大值κ^τ以及频率随时间变化的离散序列κ^τ(n)、

(5)选择κ^τ(n)＞κ₀的时段，在这些时段中统计F＝{1,2,...,F_max}中的各频率在序列中出现的次数，κ₀是预设的互相关系数值，κ₀越大则筛选出的互相关系数越高；