[发明专利]基于新型弧形线圈的螺纹缺陷深度和长度检测方法

权利要求书

1.基于新型弧形线圈的螺纹缺陷深度和长度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1:传感器优化：获得对被测螺纹缺陷灵敏度较高的弧形传感器；

步骤2：特征提取：采用扫频激励的方式，获得螺纹信息，对扫频测量的信号进行特征提取；

步骤3：参数拟合：对特征点与缺陷的参数进行拟合，根据拟合结果，通过扫频信号的特征反演缺陷的信息；

步骤4：多参数反演：采用牛顿迭代法，直接对扫频结果反演缺陷的信息。

2.如权利要求1所述的基于新型弧形线圈的螺纹缺陷深度和长度检测方法，其特征在于，所述步骤1中，对被测螺纹缺陷灵敏度较高的弧形传感器包括两个激励线圈和一个激励线圈，三个线圈呈现弧形结构，采用正交试验和神经网络相结合的传感器优化算法，优化的参数包括线圈高度、内外径、线圈间的距离和提离距离，h的范围为1mm-3mm，r₁和r₂的范围分别为1mm-1.2mm和1.5mm-1.75mm，w的范围为0.5mm-1mm，h为线圈的高度，r₁和r₂分别为内外径，w为每个线圈间的距离，l₁为每个线圈的提离距离。

3.如权利要求1所述的基于新型弧形线圈的螺纹缺陷深度和长度检测方法，其特征在于，所述步骤1中，传感器优化，包括以下步骤：

确定影响传感器灵敏度的主要参数有线圈高度、内外径、线圈间的距离和提离距离，并根据实际情况估计每个参数的取值范围；

其次，根据传感器各参数取值范围，对每一个参数选取5个水平开展仿真实验，共有5⁵组实验，根据仿真实验结果，确定传感器最优值的基本范围，采用遗传算法优化的BP神经网络建立传感器各参数与线圈互阻抗变化的函数关系。

4.如权利要求1所述的基于新型弧形线圈的螺纹缺陷深度和长度检测方法，其特征在于，所述步骤2中，仿真确定特征点，包括：

设置相应的边界条件，保证被测金属区域和空气区域的磁场强度H、磁势A的切向分量和涡流矢量J的法向分量连续，表示为：

n×(A₁-A₂)＝0 (1)，

n×(H₁-H₂)＝0 (2)，

n·(J₁-J₂)＝0 (3)，

其中，磁势A₁和A₂分别表示被测件与空气表面处的磁势，H₁和H₂分别为空气区域和被测件表面处的磁场强度，J₁和J₂则分别表示空气区域和被测件处的涡流密度；

在仿真中，被测钻杆螺纹的材质为不锈钢，电导率为1.1×10⁶S/m，相对磁导率μ_r＝1，网格采用自由剖分的方法，激励电流设置为1A的交流电加载在新型T-R传感器中以产生交变磁场，激励采用扫频的方式，产生的涡流场强度最大为1779.32A/m²。