[发明专利]基于矩形探头的脉冲涡流检测硬件分离方法

说明书

本发明提供了一种能够有效分离涡流信号和漏磁信号的矩形探头脉冲涡流检测的硬件方法，尤其是对于铁磁性材料的检测显示其优越性。本方法主要是对探头的结构设计和传感器的布置做出了一些改进，主要通过不同方位传感器和屏蔽罩的设置使铁磁性材料中的涡流和漏磁信号得以有效分离，使得检测信号能够反映更多缺陷的信息，极大地利用了脉冲涡流频谱宽的优势。本系统主要包括了信号发生模块、激励线圈模块、传感器模块、信号处理模块、信号采集模块等。

技术领域

本发明主要通过对探头和传感器结构的改进来进行信号分离的研究，故涉及了无损检测和测试技术领域。

背景技术

随着世界工业的快速发展，管道在石油化工、煤矿行业、海洋工程等各个领域有着广泛的应用，已经成为现代工业中不可缺少的部分。但随着管道的服役时间越来越长，管道会具有一定的安全隐患，而发生的主要因素是管道腐蚀和磨损。因此，检测管道的腐蚀、磨损情况及评价管道系统的可靠性和使用寿命，是避免管道事故发生的重要的手段之一。在对管道的检测方法一般有射线、超声、漏磁和涡流检测等检测技术；然而超声需要耦合剂，射线需要放射源，漏磁检测时需要磁饱和装置，这些某种程度上都限制了检测技术在管道检测的发展。脉冲涡流作为一种新型的检测技术，因其具有很宽的频谱，只需一次扫描就能分析被测试件不同深度的缺陷，具有穿透深度强、包含信息丰富等特点，因此对管道等铁磁性构件的检测具有一定的优势。

发明内容

本发明是针对铁磁性材料的脉冲涡流检测中存在涡流信号和漏磁信号的特点，采用矩形探头作为检测探头，设计了置有霍尔传感器PCB板，分别检测不同区域，设置了磁屏蔽，以此来区分涡流信号和漏磁信号，丰富了缺陷定量的手段。

一种基于矩形差分探头的脉冲涡流检测硬件分离方法，主要包括以下方面：

(1)构建检测系统：

搭建检测的实验平台，将矩形探头水平放置在被测试件的正上方，提离保持为1mm，将检测探头的激励部分连接经过放大的脉冲信号，将PCB板..上的霍尔传感器连接后续的信号调理电路；

(2)设计了矩形差分式和绝对式探头进行检测；

(3)制作了霍尔传感器的PCB线路板；

(4)设计相应的信号发生和调理电路；

(5)优化了检测缺陷和探头轴线之间的角度。

所述矩形差分探头放置方式如下：探头水平放置在被测试件正上方，探头的中心轴线与试件轴线保持平行，提离值为1mm。

所述的检测系统检测缺陷的步骤如下：当检测为脉冲涡流检测模式时，矩形差分探头放置在缺陷处时，缺陷处电涡流发生扰动，进而引起感生的二次磁场的变化，而传感器所测信号为激励场的一次磁场和二次磁场叠加；当检测我脉冲漏磁检测模式时，矩形探头由于在中心处能产生垂直于缺陷的磁场分量，这时就会有磁场的泄露，霍尔传感器能捕获到涡流磁场和漏磁场的变化，并将磁场值转化为电压值的形式，经过后续的放大、滤波、去噪等处理，由示波器显示信号并通过数据采集卡输入到计算机进行后续的处理。

一种基于矩形探头的脉冲涡流检测硬件分离方法，包括如下特征：信号发生模块、激励线圈模块、传感器模块、信号处理模块、信号采集模块，具体运行流程为矩形探头(2)水平放置在被测试件(1)上，并使矩形探头(2)的激励线圈连接放大器，PCB板(4)水平嵌入矩形探头(2)两端的槽内，检测时使得PCB板(4)的霍尔传感器正对着缺陷(3)，PCB板(4)从左边到右边依次布置三个霍尔传感器(5、6、7)，三个霍尔传感器之间的间隔一致，其中，在PCB板(4)两端分别布置一个霍尔传感器(5、7)，在PCB板(4)中间位置布置一个霍尔传感器(6)并设计了磁屏蔽罩(8)。

在本发明的一种实施方式中，PCB板(4)的长度和宽度和矩形探头(2)相一致，其水平嵌套入矩形探头内，保持PCB板(4)和矩形探头(2)之间的精密度。